Инженеры ETH Zurich разработали новый универсальный материал, который должен помочь в продолжающейся борьбе с коррозией зданий и транспортных средств. Полимерное покрытие не только защищает от коррозии, но и подсвечивает трещины по мере их образования, автоматически восстанавливает повреждения и может быть переработано по окончании срока службы.
В конечном итоге коррозия повлияет практически на все, что строят люди, от небоскребов и мостов до самолетов, поездов и автомобилей. Разработка новых коррозионно-стойких материалов и покрытий является постоянной потребностью, и теперь ученые разработали один из них с множеством интересных особенностей.
Новый материал называется поли(фениленметилен) [Poly(phenylene methylene)] или сокращенно PPM, и его можно распылять на поверхность, где он затвердевает в твердое полимерное покрытие. Чтобы проверить, насколько хорошо он работает в качестве барьера от коррозии, команда провела эксперимент по ускоренному старению, в ходе которого образцы алюминиевого сплава подвергались воздействию солевого раствора с покрытием PPM или без него. И действительно, металлы, покрытые слоями PPM толщиной 30 и 50 микрометров, не показали значительной коррозии после многих циклов ускоренного старения.
PPM также продемонстрировал способность к самовосстановлению. Когда команда преднамеренно поцарапала покрытие, а затем подвергла его воздействию раствора, было обнаружено, что он быстро заделывает разрыв самостоятельно. Это работает, потому что раствор вступает в реакцию с алюминием под ним, что вызывает нагрев области и расплавление полимера ровно настолько, чтобы он попал в зазор. После заполнения контакт между раствором и металлом нарушается, поэтому он остывает, и покрытие снова затвердевает.
Полимер заблаговременно предупреждает и о такого рода повреждениях, на случай, если потребуется вмешательство человека. PPM флуоресцирует в ультрафиолетовом свете, но не в том случае, если он поврежден, что позволяет легко проверить наличие трещин, которые в противном случае было бы трудно обнаружить.
Даже по истечении срока службы этот превосходный материал не останавливается на достигнутом — его можно перерабатывать и наносить на новую поверхность. Напротив, подобные полимеры можно лишь выбрасывать на свалку или сжигать. В ходе испытаний исследователи извлекли и переработали его, потеряв всего 5% материала и не потеряв его производительность даже после пяти циклов повторного использования.
В настоящее время исследователи подают заявку на патент на материал, а дальнейшая работа будет посвящена поиску способов улучшения формулы.
Исследование опубликовано в журнале Polymers.
Источник: ETH Zurich.
