Nowa linia samonaprawiających się materiałów

Określone rodzaje materiałów syntetycznych zostały zaprojektowane tak, aby chemicznie naprawiać pęknięcia i inne wady swojej struktury. Takie materiały powszechnie określa się mianem samonaprawiających i często oferują one większą trwałość.

Finansowany przez UE projekt SHEMAT ("Training network for self-healing materials: From concepts to market") bada te materiały. Złożone z dziewięciu członków konsorcjum ma głównie na celu nadanie właściwości samonaprawiania się różnym materiałom i komercjalizację efektów pracy.

Ponadto projekt SHEMAT ma na celu opracowanie ustandaryzowanych metod charakteryzacji potencjału samonaprawiania się. Ten cel ma kluczowe znaczenie dla komercjalizacji i wyróżnia projekt SHEMAT na tle podobnych działań. Projekt skupia się na czterech rodzajach materiałów: polimerach, wzmacnianych włóknami szklanymi kompozytach polimerów, betonie i ceramice. Trwające trzy lata prace mają zakończyć się pod koniec 2015 r.

Do tej pory wybrano 15 młodych naukowców do udziału w programie rozwoju karier realizowanym w ramach projektu.

Prace rozpoczęły się od warsztatów mających na celu zdefiniowanie oceny samonaprawiających się materiałów, będącej krokiem ku określeniu metod charakteryzowania.

Ponadto zespół porównał koszty ekonomiczne produkcji sporów bakteryjnych na dużą skalę w warunkach klasycznych i nowych kultur do zastosowań w betonie. Badanie to wykazało, że nowoczesna technika w połączeniu z odpadami z procesów uzdatniania wody prowadzi do znacznego ograniczenia kosztów.

Badanie wykazało także, że samonaprawiające się powłoki termiczne (TBC) można wykonywać w określonych warunkach chemicznych. Naprawianie pęknięć takich materiałów następuje w wyniku utleniania w temperaturze roboczej. Koncepcja powłok TBC została przeniesiona do nowego projektu UE mającego na celu jej komercyjne wykorzystanie.

Ponadto projekt potwierdził właściwości samonaprawiające faz MAX w stopach aluminium, w których selektywne utlenianie powoduje wypełnienie uszkodzeń. Proces naprawiania pęknięć występuje w różnych stopach z udziałem tytanu i chromu. Pełna kwantyfikacja została zaprezentowana w jednym przypadku, potwierdzając możliwość odzyskania pełnej wytrzymałości i powtarzalnego samonaprawiania się materiału. Obecnie analizowane są możliwości produkcyjne.

Do tej pory w projekcie SHEMAT udało się osiągnąć postępy w opisaniu chemii określonych samonaprawiających się materiałów. Wyniki te ułatwiają komercyjne wykorzystanie tych procesów.