Мечта инженеров, военных, строителей, туристов и других лиц,
имеющих в том или ином виде дело с хрупкими материалами и защитными
покрытиями, о самовосстанавливающейся амуниции стала немного ближе к
реальности.
Человеческая кожа – удивительный орган: мелкие царапины и
порезы затягиваются достаточно быстро, не оставляя следов и шрамов
всего через несколько дней. С искусственными материалами, разумеется,
дело обстоит совсем иначе. Например, если на покрытых гальваническим
антикоррозионным слоем металлах образуются повреждения, защита от
окисления и ржавчины будет потеряна. Поэтому инженеры решают задачу
переноса способности живой ткани к самовосстановлению на разнообразные
поверхности. Идея состоит в том, чтобы в состав гальванопокрытия
включить равномерно распределенные наполненные жидкостью капсулы –
почти как изюм в кексе. При повреждении покрытия частицы в
соответствующей точке разрываются, жидкость выходит наружу и
"залечивает" царапину или трещину. До сих пор достигнутый учеными успех
был незначителен: для гальванического слоя толщиной 20 мкм капсулы
размером от 10 до 15 мкм слишком велики и своим присутствием изменяют
механические свойства слоя.

Но прогресс не стоит на месте, и исследователи из Института
производственной инженерии и автоматизации исследовательской
организации Фраунгофера (Fraunhofer Institute for Manufacturing
Engineering and Automation IPA) в Штутгарте совместно с коллегами из
Дуйсбург-Эссенского университета (Duisburg-Essen University)
разработали технологический процесс создания гальванических покрытий с
нанокапсулами в рамках финансируемого фондом Volkswagen Foundation
проекта. Имея всего несколько сотен нанометров в диаметре, капсулы
обладают как минимум на порядок меньшими масштабами по сравнению с
предшественниками. По словам главы подразделения IPA доктора Мартина
Метзнера (Martin Metzner), "препятствием является необходимость
избежать разрушения капсул при производстве. Чем меньше их размер, тем
более чувствительна их оболочка. Используемые в техпроцессе электролиты
очень агрессивны и могут уничтожить капсулы". Теперь ученым предстоит
сосредоточиться на поиске совместимого с химическими веществами
материала для оболочек.
Одна из областей применения технологии – механические
подшипники, которые обычно имеют гальваническое покрытие, куда могут
быть добавлены капсулы. В случае недостатка смазки тончайший верхний
слой стирается, капсулы разрушаются и выпускают смазочный материал.
Исследователи уже сумели изготовить медные, никелевые и цинковые
покрытия с использованием новой технологии, хотя их площадь не
превышает сантиметрового масштаба. Однако сроки внедрения
полномасштабного производства обнадеживают: ученым потребуется от
полутора до двух лет для доведения всех аспектов разработки до ума. В
более отдаленной перспективе планируется создание комплексных систем,
включающих капсулы с различными жидкостями, например, вступающими в
реакцию между собой.
|