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.
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.
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.
Компьютерное моделирование помогло выяснить, почему сверхновая SN 1572, также известная как сверхновая Тихо Браге, не похожа ни на одну другую звезду этого типа.
Новая модель объяснила необычное явление, зафиксированное во время подводного извержения на Алеутских островах.
Перуанский богомол представляет собой первый известный пример насекомых этого семейства, который явно подражает осам.
Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.
Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.
Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.
Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.
Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.
Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.
