Новое самовосстанавливающееся покрытие способно избавить материал от царапин и трещин — Naked Science
5 минут
Редакция

Новое самовосстанавливающееся покрытие способно избавить материал от царапин и трещин

Трудно поверить, что крошечная трещина может разрушить гигантскую металлическую структуру. Но иногда мосты, трубопроводы и даже самолеты разрушаются из-за трудно обнаруживаемой коррозии в крошечных трещинах, царапинах и вмятинах. В Северо-Западном университете (США) нашли решение этой проблемы.

aoy8qdllrdm
©Wikipedia

Команда сотрудников Северо-Западного университета разработала новую стратегию нанесения покрытия на металл, который способен самовосстанавливаться в течение нескольких секунд при царапинах или трещинах. Новый материал может предотвратить превращение этих крошечных дефектов в локальную коррозию, которая, в свою очередь, может привести к разрушению основных конструкций. Результаты их исследования опубликованы в журнале Research.

 

Сейчас уже существуют несколько самовосстанавливающихся покрытий, однако эти материалы обычно работают с нанометровыми и микронными повреждениями. Чтобы разработать покрытие, способное удалить более крупные царапины в миллиметровом масштабе, группа ученых под руководством профессора Цзясин Хуана (Jiaxing Huang) обратились к жидкости. 

 

Когда лодка «разрезает» водную гладь, та очень быстро восстанавливается из-за своей консистенции. Этим примером вдохновились исследователи, поняв, что масло — самая совершенная система самовосстановления. Однако обычные масла текут слишком быстро, поэтому специалистам нужно было разработать субстанцию с противоречивыми свойствами: достаточно текучую, но не настолько, чтобы она стекала с поверхности металла. Вскоре такое решение было найдено. 

 

© NorthwesternU

 

В ходе работы ученым удалось повысить вязкость силиконового масла, добавив в него микрокапсулы из восстановленного оксида графена, которые образуют самоорганизующуюся структуру. Капсулы адсорбируют масло и образуют прочную сеть. Когда эта сеть нарушается трещинами или царапинами, капсулы высвобождают масло, восстанавливая ее. Покрытие очень прочно прилипает к материалу и надежно крепится даже под водой и в агрессивных химических средах. Микрокапсулы не делают масло тяжелее, поэтому оно не будет капать даже с вертикальных поверхностей и потолка. Покрытие также может выдерживать сильную турбулентность и прилипать к острым углам, не сдвигаясь. Вязкость покрытия увеличило даже сравнительно малое количество — пять массовых процентов микрокапсул увеличили ее в тысячу раз. Хуан предполагает, что его можно наносить на мосты и лодки, которые естественным образом погружаются в воду.

 

Исследователи проверили покрытие на устойчивость к царапинам и урону, а также к враждебной среде. Они нанесли защитное масло на алюминий и подвергли его многократным регулярным повреждениям. Помимо этого, металл опускали в раствор соляной кислоты. В обоих экспериментах покрытие отлично себя зарекомендовало: алюминий более 200 раз восстанавливал свою структуру и не подвергся коррозии.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 14:18
5 минут
Илья Ведмеденко

Британцы впервые за долгое время решили переоснастить свой танковый парк, приняв на вооружение условно «новый» основной боевой танк на базе Challenger 2.

Позавчера, 14:27
2 минуты
Илья Ведмеденко

Во время нового полета на Красной планете вертолет Ingenuity переместили на новое место. Ранее он всегда возвращался туда, откуда стартовал.

7 мая
4 минуты
Сергей Васильев

«Сейсмические волны» колец Сатурна показали, что его ядро насыщено летучими соединениями и очень велико, занимая больше половины всей гигантской планеты.

Позавчера, 17:41
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

Позавчера, 15:59
13 минут
Александр Речкин

В учебниках истории XX века, на сотнях плакатах и в десятках кинофильмах о Второй мировой войне мы видели знаменитые танки, «катюши» и бороздящие небеса Ил-2. Давайте проверим, сможете ли вы отличить советскую военную технику от машин союзников и стран «оси».

5 мая
6 минут
Сколтех

В России таких результатов не было уже около десяти лет. Его получение потребовало настоящей кооперации между исследователями ИВМ РАН, Сколтеха и МГУ.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: