Materiál který se sám opraví, může přinést revoluci ve vesmíru, letectví i v energetice

Sdílet

ben-wicks-3TKE1uR6DZ8-unsplash

Zdroj: Volty

Vědci z North Carolina State University vyvinuli nový kompozitní materiál schopný samovolné opravy, který výrazně překonává odolnost současných konstrukčních kompozitů používaných v letadlech, větrných turbínách či kosmických technologiích. Podle odhadů může tato technologie prodloužit životnost běžných vláknem vyztužených kompozitů z dnešních desítek let až na staletí.

Největší význam má inovace tam, kde je údržba technicky náročná nebo extrémně drahá. Typickým příkladem jsou kosmické konstrukce, například satelity či sondy, které pracují v prostředí prakticky nedostupném pro servisní zásahy. Materiál by zde mohl dramaticky snížit riziko selhání konstrukce, protože drobné praskliny by se opravovaly automaticky zahřátím integrovaných uhlíkových vrstev, jež aktivují speciální termoplastickou výplň.

Velký dopad se očekává také v energetice, zejména u větrných turbín. Listy rotorů jsou vystaveny extrémnímu mechanickému namáhání, povětrnostním vlivům i nárazům krup či ptáků. Samoregenerační kompozit by zde výrazně snížil náklady na servis a prodloužil intervaly mezi výměnami komponent. Podobný efekt se předpokládá i v letectví a automobilovém průmyslu, kde by delší životnost konstrukčních dílů znamenala menší spotřebu materiálů, energie i lidské práce.

Materiál vychází z běžných kompozitů vyztužených skelnými nebo uhlíkovými vlákny, ale obsahuje dvě zásadní inovace: speciální mezivrstvu vytvořenou 3D tiskem a integrované topné elementy. Ty umožňují opakovanou opravu delaminace, tedy oddělení vrstev kompozitu, což je dlouhodobě hlavní slabina těchto materiálů. Testy prokázaly více než tisíc cyklů poškození a opravy při zachování vysoké pevnosti.

Modely naznačují, že při pravidelné aktivaci opravného procesu by konstrukce mohly vydržet stovky let. Výzkum zároveň ukázal, že postupný pokles účinnosti regenerace je způsoben mikroskopickým lámáním vláken a chemickými změnami na rozhraní materiálů, přesto zůstává funkčnost dlouhodobě zachována. Na vývoji se podíleli i odborníci z University of Houston a technologie už byla patentována a licencována startupu Structeryx Inc., který ji chce dostat do průmyslové praxe.

Petr Dvořák
zdroj: North Carolina State University

Reklama

Další články z Volty

Tento článek byl publikován ze zdrojů Volty

Volty.cz osloví všechny, kdo mají blízko k technice, elektrotechnice a chytrým řešením. Web sleduje novinky ze světa elektrotechniky, energetiky, průmyslových technologií i moderních domácností. Zajímá se o inovace, úsporná řešení, elektroauta i budoucnost energetiky – srozumitelně a bez...

Materiál který se sám opraví, může přinést revoluci ve vesmíru, letectví i v energetice

Jde o pověst ministra Vojtěcha i životy lidí. Okamura ho nutí k něčemu, co nechce dělat

Dřou celý den a nedostanou ani 21 000 Kč. Toto jsou nejhůře placené profese v Česku

Celé Česko ji milovalo, pak přišla láska i tvrdý pád: Co dělá ikona 90. let Markéta Mayerová?

„Všichni na nás tlačili.“ Siniaková ve stresu řešila odlet, Američanka velebila své ruce

Hitler by se asi divil. Jeho vysněná „lidová“ továrna bude dělat pro Izrael