Ученые из лаборатории наноматериалов при Центре фотоники «Сколтех» запатентовали инновационную технологию мониторинга материалов, основанную на использовании упорядоченных структур из однослойных углеродных нанотрубок. Этот метод подходит для работы с современными полимерными композитами и нанокомпозитами будущего, предлагая более широкий спектр измерений и универсальность по сравнению с существующими решениями. Он позволяет создавать «умные» детали с встроенной системой самодиагностики, не требующей внешних датчиков.
Ключевым элементом разработки являются уникальные свойства волокнообразных структур из однослойных углеродных нанотрубок. Эти структуры демонстрируют высокую чувствительность к изменениям в полимерной матрице, включая колебания концентрации и распределения различных добавок.
Ведущий автор патента научный сотрудник Хассан Ахмад Батт отметил: «Упорядоченные волокнообразные структуры из однослойных углеродных нанотрубок обладают исключительной чувствительностью к изменениям в полимерном материале и к концентрации диспергированных частиц. Мы разработали эту технологию на основе этих свойств, что позволяет нам точно определять изменения материала в процессе производства, его деформацию и повреждения на этапе эксплуатации готовых изделий».
Эта возможность встроенного контроля решает ключевую проблему современной науки о материалах. Существующие методы мониторинга, такие как упорядоченные пленки или гомогенные дисперсии, часто не обладают необходимой многофункциональностью для передовых композитов.
Доцент Дмитрий Красников подчеркнул: «Волокна из углеродных нанотрубок превосходят существующие альтернативы, такие как упорядоченные пленки или гомогенные дисперсии, которые не могут обеспечить многофункциональность, требуемую современными и перспективными композитами. Наша технология позволяет получать информацию как на этапе изготовления материала, так и в готовых изделиях при их реальном использовании без необходимости извлечения сенсоров. При этом свойства материала не ухудшаются, а присутствие сенсора остается практически незаметным. Это открывает новое направление в разработке встроенных датчиков».
Методика является результатом целенаправленной работы лаборатории над созданием промышленно применимых решений с использованием материалов, полностью разработанных внутри «Сколтеха».
Профессор Альберт Насибулин, директор Центра фотоники и руководитель лаборатории наноматериалов, отметил: «Лаборатория наноматериалов продолжает переводить наши исследования в жизнеспособные промышленные решения. Разработанная здесь технология основана на материалах, спроектированных, синтезированных и произведенных исключительно в «Сколтехе», и является частью широкого портфеля многофункциональных материалов, которые мы разрабатываем для наших промышленных партнеров. Самодиагностика, нагрев, самовосстановление – это лишь некоторые из направлений, которые мы развиваем с помощью однослойных углеродных нанотрубок и их структур».
Эта разработка представляет собой важный шаг на пути к созданию более «умных» и надежных композитных материалов, способных к самодиагностике на протяжении всего жизненного цикла – от производства до эксплуатации.
Источник: cnews.ru
распечатать статью
