Ученые из Техасского Университета и Университет Талсы, разработали самовосстанавливающийся пластик, который по прочности превосходит сталь и способен возвращать форму после повреждений.
Новый материал, получивший название Aromatic Thermosetting Copolyester (ATSP), создан из углеродного волокна. Результаты опубликованы в Macromolecules and Journal of Composite Materials.
«Что действительно интересно, так это то, что этот материал не просто сверхпрочный — он также адаптивен», — отметил профессор Мохаммад Нараги, ведущий исследователь проекта.
По его словам ATSP способен восстанавливаться после повреждений, как кожа, просто под воздействием тепла, что делает его ценным для будущих технологий и дизайна. Принцип работы ATSP основан на уникальной химии полимера. При повреждении или деформации материал можно нагреть до определенной температуры — полимерные цепи становятся подвижными, и пластик возвращает первоначальную форму. Это позволяет композиту сохранять или даже улучшать прочность после заживления.
В ходе испытаний ученые подвергали образцы экстремальному стрессу и нагреву до 160°C и 280°C. После нескольких циклов повреждений и восстановления материал сохранял почти полную прочность, хотя к пятому циклу эффективность снизилась примерно до 80% из-за механической усталости. При этом химическая структура оставалась стабильной.
ATSP сочетает преимущества термопластов и термореактивных пластмасс. Он легкий, прочнее стали и одновременно легче алюминия. Материал перерабатываемый: его можно многократно изменять, перекраивать и формировать без разрушения структуры. При армировании углеродными волокнами ATSP становится особенно прочным и долговечным.
«Так же, как кожа может растягиваться, заживать и возвращаться к своей форме, материал деформируется, заживляет и «вспоминает» свою форму, становясь более долговечным, чем первоначально. Это не просто новый класс пластика, а пример того, как наука и сотрудничество могут создавать материалы, которые развиваются и адаптируются», — пояснил Нараги.
Пластик ATSP может найти применение для восстановления поврежденных самолетов и автомобилей, повышения безопасности пассажиров и сокращения отходов благодаря перерабатываемости. Он открывает перспективы для инноваций в аэрокосмической, оборонной и автомобильной промышленности.
