Subskrybuj nas na Youtube
Naukowcy z Politechniki Lubelskiej wynaleźli materiał, który potrafi naprawić własne mikropęknięcia.
Mikrouszkodzenia spowodowane przez ptaki uderzające w kompozytowe poszycia samolotów czy przez kamienie obijające kompozytowe elementy karoserii aut będą wkrótce mogły się same naprawiać. Dzięki wynalazkowi naukowców z Politechniki Lubelskiej, opracowanemu przy współpracy z Instituto Superior Técnico w Lizbonie.
Lubelscy badacze opracowali materiał składający się z warstw magnezu i kompozytu węglowo-epoksydowego, między którymi umieszczone są mikrokapsułki z substancjami potrzebnymi do naprawienia oryginalnej części (nad kapsułkami pracują naukowcy z Portugalii). W przypadku pęknięcia elementu zawierającego kompozyt z kapsułek wypływa materiał naprawczy, który wypełnia uszkodzenia. A ponieważ „łaty” są wykonane z materiału źródłowego, nowa warstwa jest tak samo mocna, jak przed uszkodzeniami.
Pewnie część z nas ma teraz przed oczami sceny z filmu „Terminator 2”, w których przysłany z przyszłości T-1000 błyskawicznie wypełnia swoje uszkodzenia po pociskach. Tak na razie lubelski wynalazek nie działa. - Naprawa może potrwać nawet kilka godzin - mówi dr inż. Monika Ostapiuk, kierownik zespołu naukowców z Politechniki Lubelskiej, który opracował nowatorską metodę. - To zależy od wielkości uszkodzeń, pojemności mikrokapsułek oraz substancji, które zawierają. Na razie „leczymy” tylko mikropęknięcia, potem może uda się przystosować kapsułki do naprawy większych uszkodzeń - wyjaśnia.
Jak powstaje laminat, będący istotą wynalazku i którego proces wytwarzania jest zastrzeżony w patencie? Najpierw przygotowuje się formę z aluminium o kształcie, jaki ma mieć finalny element do montażu. Na niej naukowcy umieszczają warstwy metalu ze stopu magnezu z mikrokapsułkami zawierającymi środek „leczący”. Wielkość kapsułek zależy od wymiarów docelowej konstrukcji, szacowanych uszkodzeń itp. Potem kładzie się na to warstwę metalu, kompozyt węglowo-epoksydowy i kolejną warstwę magnezu z kapsułkami. Całość trafia następnie do worka próżniowego i komory autoklawowej, w której jest kontrolowana temperatura i ciśnienie, by zaszła reakcja polimeryzacji. W uproszczeniu - przekształcania w tworzywo sztuczne.
„Samoleczący” się materiał można zastosować tam, gdzie już teraz są wykorzystywane kompozyty. A więc w przemyśle kosmicznym, lotniczym czy motoryzacyjnym - tam, gdzie wymagane są niska masa i wysoka odporność materiałów konstrukcyjnych. Wynalazek, jak podkreślają badacze z Lublina, znacząco zwiększy bezpieczeństwo podróżnych. Dzięki niemu - tłumaczy dr Ostapiuk - można byłoby np. wylądować uszkodzonym samolotem, bo w czasie trwania długiego lotu awaria zostałaby usunięta. Potem wystarczy tylko wymienić płytę z materiałem kompozytowym na nową. Choć, oczywiście, nie ma co liczyć na cud - mikrokapsułki nie odbudują np. dziury w kadłubie samolotu powstałej w wyniku eksplozji.
Naukowcy z lubelskiej politechniki zapewniają, że proces wytwarzania kompozytu z pewnością da się tak uprościć, by nie potrzeba było wykorzystywać autoklawu. Takie rozwiązanie umożliwiłoby obniżenie kosztów i produkcję materiału na skalę przemysłową.
Doktor Ostapiuk tłumaczy też, że obecnie nie ma na rynku konkurencyjnych, komercyjnych materiałów, w których znajdziemy wszystkie wymagane składniki naprawcze. Dlatego też firma, która będzie chciała wprowadzić „samoleczący się” laminat na rynek, powinna współpracować z zespołem naukowców z Lublina, by pod ich nadzorem odpowiednio przygotować „samonaprawiające” się materiały kompozytowe. ©℗
Eureka! DGP
Trwa 10. edycja konkursu „Eureka! DGP - odkrywamy polskie wynalazki”. Do udziału zaprosiliśmy polskie uczelnie, instytuty badawcze i jednostki naukowe PAN. Do czerwca w Magazynie DGP będziemy opisywać wynalazki nominowane przez naszą redakcję do nagrody głównej. Rozstrzygnięcie konkursu nastąpi na specjalnej gali pod koniec czerwca, a podsumowanie cyklu ukaże się w Magazynie DGP. Główna nagroda to 30 tys. zł dla zespołu, który pracował nad zwycięskim wynalazkiem, ufundowane przez Mecenasa Polskiej Nauki - firmę Polpharma - oraz kampania promocyjna dla uczelni lub instytutu o wartości 50 tys. zł w mediach INFOR PL SA (wydawcy Dziennika Gazety Prawnej), ufundowana przez organizatora.
