Noviteti iz svijeta: Samoobnovljivi materijal

Fluid koji se regeneriše pred Vašim očima

Inženjeri su razvili novu strategiju premazivanja metala koja se samoobnavlja u svega nekoliko sekundi grebanja, struganja ili pucanja. Novi materijal može spriječiti da se sitni defekti ne pretvore u lokaliziranu koroziju, što može uzrokovati propadanje velikih konstrukcija.

Teško je povjerovati da bi sitna pukotina mogla uništiti ogromnu metalnu strukturu. Ali ponekad mostovi propadaju, cjevovodi se lome i trupovi se odvajaju od aviona zbog teškog načina otkrivanje korozije u sitnim pukotinama, ogrebotinama i udubljenjima.

Tim sa Northwestern Univerziteta razvio je novu strategiju za premazivanje metala koja se samoliječi za nekoliko sekundi kada je izgrebana  ili puknuta. Novi materijal može spriječiti da se ti sitni defekti ne pretvore u lokaliziranu koroziju, što može uzrokovati rušenje velikih struktura.

“Lokalizovana korozija je izuzetno opasna”, rekao je Jiaxing Huang, koji je vodio istraživanje. “Teško je spriječiti, teško predvidjeti i teško ih je otkriti, a to može dovesti do katastrofalnih posljedica.”

Kada se struktura ošteti ogrebotinom i pukotinom, Huangov patentirani sistem brzo reaguje i ponovo spaja strukturu. Istraživači su pokazali da materijal može „zacijeliti“ više puta – čak i nakon grebanja tačno istog mjesta gotovo 200 puta zaredom.

Studija je objavljena u Researchu, prvom Science Journalu koji je nedavno pokrenula Američka asocijacija za razvoj nauke (AAAS) u saradnji sa Kineskom asocijacijom za nauku i tehnologiju (CAST). Huang je profesor nauke o materijalima i inženjerstva u Northwestern McCormick School of Engineering.

Iako već postoji nekoliko samoizlječivih premaza, ti sistemi obično rade na nanometarsko-mikronskim oštećenjima. Da bi razvio premaz koji može zacijeliti veće ogrebotine u milimetarskom mjerilu, Huang i njegov tim gledali su u protok tečnosti.“Kada čamac prođe kroz vodu, voda se vraća u prvobitno stanje”, rekao je Huang. “Rez se brzo zacjeljuje jer voda teče lako. To nas je inspirisalo da shvatimo da tečnosti, kao što su ulja, imaju ultimativni sistem samoizlječenja.” Ali obična ulja teku suviše lako, napomenuo je Huang. Dakle, on i njegov tim morali su da razviju sistem sa kontradiktornim svojstvima: dovoljno fluidan da teče automatski, ali ne toliko fluidno da kaplje sa površine metala.

Tim se suočio sa izazovom stvaranja mreže lakih čestica – u ovom slučaju kapsula grafena – kako bi zgusnuo ulje. Mreža učvršćuje sloj ulja, sprečavajući njegovo kapanje. Ali, kada je mreža oštećena pukotinom ili ogrebotinom, ona oslobađa ulje da se lako pokreće i ponovo poveže. Huang je rekao da se materijal može napraviti sa bilo kojom šupljom, laganom česticom – ne samo grafenom. “Čestice u suštini imobiliziraju naftni film”, rekao je Huang. “Dakle, ostaju na mjestu.”

Premaz se dobro lijepi – čak i pod vodom i u oštrim hemijskim sredinama, kao što su kisele kupke. Huang je zamislio da se mogu premazati površine mostova i čamaca koji su prirodno potopljeni pod vodom, kao i na metalnim konstrukcijama u blizini curenih ili prosutih visoko korozivnih tečnosti. Premaz može izdržati i jake turbulencije i držati se oštrih uglova bez pomicanja. Kada se nanosi na podlogu, premaz ide ravnomerno bez hvatanja malih mjehurića zraka ili vlage koji često dovode do rupa i korozije.

print