Сотрудники Центра композиционных материалов НИТУ «МИСиС» и компании Biomimetix показали, как держит удар разработанная ими сэндвич-панель из сверхвысокомолекулярного полиэтилена.
Процесс удара зафиксирован специальной камерой, снимающей видео со скоростью 30 000 кадров в секунду.
«Наша пластина состоит из пористого слоя и сплошного слоя сверхвысокомолекулярного полиэтилена, — рассказывает один из основателей компании Biomimetix, сотрудник Центра, к.ф.-м.н. Федор Сенатов. — Слои не соединены друг с другом, а получены сразу как единое изделие, за одну технологическую операцию. Во многом благодаря этому после удара трещины не образуются ни в толще слоя, ни даже на границе между слоями. Причем, материал сохраняет свойства даже до -80°С. Более того, мы пытались расколоть её в жидком азоте (-196°С). Это оказалось практически невозможно сделать, если заранее сильно не надрезать пластину».
По словам Федора Сенатова, разработчики не только бросали на свою разработку тяжелые железяки, но даже стреляли в нее. Правда, из пневматики. Однако результат оказался удачным – материал погасил силу удара. Так что для защиты хоккеистов или любителей пейнтбола (или даже охотников) такая панель подойдёт идеально – это полная защита при вменяемом бюджете.
«Одной из наших первых задач было создать дешевый защитный материал, — говорит глава Biomimetix. – Он не дотягивает до боевой защиты по защитным характеристикам, но лучше и намного дешевле существующих спортивных защит».
Пористая прослойка также может стать хорошим звукопоглотителем, отметил Федор Сенатов. По заказу одного из бизнес-партнеров компания сейчас уточняет оптимальные параметры звукоизоляции. Как отметил разработчик, их можно настраивать за счет контролируемого изменения пористости материала.
Новые сэндвич-пластины станут основой для создания теплоизолирующих ударостойких покрытий. Поэтому материалу наверняка найдется применение в условиях Арктики — он легкий, прочный, способен защитить не только от арктического ветра, но и от его воя, и, к тому же, долговечный.
Износостойкость сверхвысокомолекулярного полиэтилена сотрудники компании проверили на другом изделии из полимера — лентах для подшипников. Такие ленты, встроенные во внутреннюю поверхность подшипника, контактируют с шариками или роликами. За счет особой технологии изготовления лент, у них исключительно низкий коэффициент трения скольжения о сталь — 0,04 (у существующих на рынке подшипников, сделанных из похожих материалов, коэффициент трения при аналогичных условиях минимум в два раза больше). При этом износостойкость выше на порядок, особенно при низких значениях температуры. Лента, как и сэндвич-панель, также не меняет характеристик до -80°С.
«Мы разговаривали с горняками, и они рассказали, что для транспортировки руды используются транспортные ленты огромной длины. Подшипники, на которых лежит лента транспортера, очень часто ломаются. Из-за этого приходится останавливаться, чтобы заменить их. Полагаю, что мы сможем снизить частоту замены минимум втрое, а то и больше, — отметил Федор Сенатов. – Тем самым наша разработка принесет серьёзную дополнительную прибыль компаниям, которые ею воспользуются».
Компания Biomimetix стала логичным продолжением работ, которые ученые проводили в НИТУ «МИСиС». На базе университета они открыли малое инновационное предприятие, чтобы довести ряд фундаментальных, а затем и прикладных работ до коммерческого продукта.
Автор: Selishcheva
