Ученые МГУ разработали уникальные полимерные матрицы, более прочные и легкие, чем металлы. Они помогут существенно снизить вес деталей самолетов, которые должны выдерживать высокие температуры.
Группа российских ученых под руководством профессора Алексея Кепмана работает над созданием полимерных композиционных материалов (ПКМ), которые используются в авиапромышленности и сооружениях, испытывающих большие нагрузки.
Современный самолет, к примеру, Боинг 787, на 50% состоит из ПКМ, а многоцелевой истребитель Еврофайтер — на 70% из стеклопластика. Высокотемпературные ПКМ позволят заменить металлические детали двигателя (например, лопатки струйного компрессора) или элементы корпуса сверхзвуковых самолетов.
Ученые по-новому подошли к конструкции бис-фталонитрильных мономеров, которые используются в качестве основы полимерной матрицы. Они разработали материалы с улучшенными свойствами, из которых легче будет создавать детали с минимальным количеством стыков.
Разработана концепция суперкара на жидких электролитах
Кейсы
«Сейчас рабочая температура полимерных композитов максимум 150° С у самых распространенных материалов и 250° С — для высокотемпературных. Мы же разработали ПКМ с эпоксидными смолами, которые можно использовать при температуре 450° С», — рассказывают участники проекта, Борис Булгаков и Александр Бабкин.
Стоимость килограмма титана или алюминия сегодня в 8-10 раз ниже, чем ПКМ. Однако, как говорят ученые, производство больших сложных деталей из ПКМ выходит гораздо дешевле из-за упрощения процесса сборки структур из углеродного волокна. К примеру, крыло самолета из ПКМ состоит из 10 элементов, а то же крыло из металла — из 100. При этом прочность полимеров в 6-8 раз выше, чем у алюминия, а удельный вес — в 1,5 раза ниже.
Сейчас образцы полимеров, синтезированных в МГУ, проходят испытания в Центральном институте авиационного моторостроения имени П. И. Баранова и Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. Туполева, сообщает EurekAlert.
Физики случайно удешевили процесс производства графена
Кейсы
Удивительный новый полимер смешанного типа изобрели ученые Северо-Западного университета. Он сочетает на наноуровне свойства жесткости и мягкости и однажды может стать основой для изготовления искусственных мышц или других напоминающих живые ткани материалов с функцией самовосстановления.