Американские учёные выделили вещество, которое изменяет реакцию полимеров на температурные колебания. Это повышает их износостойкость и приближает свойства к металлам. Разработку можно использовать в различных областях, начиная от производства смартфонов и заканчивая ракетостроением.
ПолимерыПластмассы, включающие в себя разные типы полимеров, представляют собой структуры из длинных цепочек связанных между собой молекул.
Подобно всем вещам на свете, полимеры со временем изнашиваются. Температурные перепады особенно губительны для них. Полимеры быстро расширяются при нагреве и сжимаются при охлаждении, поэтому страдают больше, чем металлы и керамика, где эти колебания происходят медленнее.
Различия в коэффициентах теплового расширения создают трудности для производителей техники. Например, в смартфонах пластмассовый корпус вмещает экран и детали из металла и керамики. Все элементы скреплены друг с другом. Расширяясь и сжимаясь с разной скоростью, компоненты оказывают взаимное давление, что может привести к деформации и растрескиванию корпуса. В трубах подобные повреждения проявляются протечками. В автомобилестроении и при изготовлении пластикового сайдинга сильный нагрев и морозы также могут вызвать деформацию и трещины.
Специалисты из Национальной лаборатории Сандия разработали материал, который просто вставляется в полимеры и изменяет их характеристики. Добавление нового вещества позволяет приблизить величину расширения и сжатия полимеров при перепадах температуры к показателям … металлов.
В мире ничего подобного не существует. Меня вдохновляют возможности этой технологии и её применение. заявилРазработчик дополнения Эрик Нэйгель… Eric Nagel).
У модифицированных таким образом материалов большой потенциал. Поскольку полимеры сегодня используют в электронике, системах связи, солнечных батареях, напольных покрытиях, автомобильных компонентах, печатных платах, аэрокосмических и оборонных системах. Добавка может быть включена и в состав материалов для 3D-печати, изменяя соотношение в зависимости от температурных требований к готовым изделиям.
Учёным до сих пор удалось синтезировать вещество лишь в небольшом количестве. Chad StaigerХимик-органик из лаборатории Сандия готовит 7-10 грамм добавки около десяти дней. Команда ищет способы увеличить производство.
«К сожалению, синтезРазработка данной добавки — длительный процесс. Чем больше этапов, тем больше требуется времени и средств. В производстве дорогих материалов, например фармпрепаратов, обычно применяют пяти- или шестиэтапный синтез. Но в случае с полимерами — чем дешевле, тем лучше для широкого использования, — подытожил Стайгер.