НАНОТРУБКИ ПРОТИВ ТРЕЩИН

Исследователи Ренсселерского Политехнического Института разработали новую простую технологию для выявления и устранения небольших и потенциально опасных трещин в высокопроизводительных крыльях самолетов и многих других структурах, произведенных из полимерных композитов.

За счет введения полимера с электропроводными углеродными нанотрубками и последующего мониторинга электрического сопротивления структуры, исследователи смогли установить место образования и определить длину возникших из-за напряжения трещин в композитных структурах. После того, как местонахождение трещины обнаружено, инженеры могут посылать короткий электрический разряд в эту область для нагревания углеродных нанотрубок и последующего плавления встроенного вещества для затягивания поверхностного повреждения; вещество затекает в трещину и герметизирует ее с 70-процентным восстановлением прочности.

Профессор Нихил Кораткар разработал новый метод использования углеродных нанотрубок для обнаружения и устранения небольших трещин в практически любой полимерной структуре. На этом снимке изображены углеродные нанотрубки со случайным диспергированием в эпоксидной смоле, из которой можно формовать различные структуры.

По мнению главного исследователя, Нихила А Кораткара, доцента Ренсселерского отделения механического, авиационно-космического и ядерного инжиниринга, обнаружение в режиме реального времени и устранение повреждений, возникающих из-за усталости материала, позволит значительно повысить эксплуатационные характеристики, надежность и безопасность структурных компонентов целого ряда инженерных систем.

По словам Кораткара, большинство отказов любых инженерных конструкций происходит из-за образования микротрещин из-за усталости материала, которые увеличиваются до опасных размеров и со временем начинают представлять угрозу целостности конструкции. Целью его исследования является решение этой проблемы за счет элегантного способа, позволяющего осуществлять в реальном времени диагностику без использования какого-либо дополнительного или дорогостоящего оборудования.

Коллектив Кораткара изготовил структуру из обычного эпоксидного материала, того типа, который используется для изготовления всего на свете от легких каркасов крыльев реактивных самолетов до бесчисленных устройств и компонентов, используемых на производстве и в промышленности, но они добавили достаточное количество многостенных углеродных нанотрубок, составляющее 1 процент от массы структуры. Исследователи механически смешивали жидкий эпоксидный материал, чтобы обеспечит равномерное диспергирование углеродных нанотрубок по всей структуре, в то время, как она подвергалась высушиванию в форме.