Исследователи из Sandia National Laboratories разработали молекулу, которая повышает долговечность полимеров, делая их более похожими на металл по способности выдерживать перепады температур. Эта революционная молекула, пока не получившая названия, может иметь широкое значение для различных отраслей промышленности - от электроники до аэрокосмических разработок.
Проблема разрушения полимеров
Полимеры широко используются в предметах повседневного обихода благодаря своей низкой стоимости, малой плотности, хорошим тепло- и электроизоляционным свойствам, а также высокой коррозионной стойкости. Однако при постоянном воздействии тепла и холода материалы, в том числе и полимеры, расширяются и сжимаются, что приводит к их разрушению. В отличие от металлов и керамики, которые сжимаются меньше, полимеры расширяются и сжимаются с разной скоростью.
Уникальная молекула
Исследовательская группа из Сандийской национальной лаборатории модифицировала молекулу, которая при нагревании не расширяется, а сжимается. Когда эта молекула добавляется в полимер, она уменьшает его сжатие, делая его более похожим на металлы. Эрика Редлайн, ведущий исследователь, называет эту молекулу "довольно замечательной", поскольку она похожа на металл.
Революционное применение полимеров
Вдохновением для создания молекулы, способной изменить ситуацию, послужили жалобы покупателей на хрупкость смартфонов, которые состоят из различных материалов, по-разному реагирующих на изменение температуры. Введение этой молекулы в состав полимеров, по мнению исследователей, может произвести революцию в широком спектре областей применения, включая электронику, системы связи, солнечные батареи, автомобильные детали, печатные платы, аэрокосмические конструкции, оборонные системы и напольные покрытия.
Преимущества и будущие инновации
Одним из преимуществ этой молекулы является ее универсальность при 3D-печати. Различные части полимера могут содержать разное процентное содержание молекулы, что позволяет подобрать материалы для различных участков изделия. Это открывает новые возможности для дизайна и позволяет изменять тепловое поведение. Кроме того, молекула позволяет отказаться от использования тяжелых наполнителей, что снижает массу материалов. Такое снижение массы особенно важно для таких отраслей промышленности, как аэрокосмическая, где каждый сэкономленный грамм имеет большое значение.
Расширение масштабов производства
Несмотря на то, что пока исследователи получили лишь небольшое количество молекулы, они активно работают над расширением производства. В настоящее время для получения 0,2-0,3 унции (7-10 г) молекулы требуется около 10 дней.
Эрика Редлайн, материаловед, возглавлявшая исследовательскую группу, заявила: "Получить молекулу, которая ведет себя как металл, довольно удивительно". Джейсон Даггер (Jason Dugger), инженер-химик из Sandia, подчеркнул потенциал молекулы для будущих инноваций: "Молекула не только решает текущие проблемы, но и значительно открывает пространство для новых разработок в будущем".
