О природе вещей: обзор новостей из мира материаловедения

Сегодня поговорим о сущности материального. Нет, в дебри философии вдаваться не будем и не посоветуем перечитать «Анти-Дюринг» Энгельса или «Материализм и эмпириокритицизм» Ленина. Все проще: сегодня у нас в обзоре новости из мира материаловедения.

Инженеры из Университета Северной Каролины разработали уникальную технологию самовосстановления композитных деталей. Главное преимущество нового метода — возможность ремонта деталей на месте: их не надо выводить из эксплуатации и куда-то перевозить, чтобы, например, нагреть в печи. А во‑вторых, новая технология, в отличие от имеющихся, позволяет проводить процедуру самовосстановления как минимум 100 раз без потери свойств материала. Для решения этой задачи американские инженеры объединили деталь, печь и ремонтный клей. Дело в том, что ламинированные композиты изготавливаются из склеенных слоев волокнистой арматуры — например, стекла и углеродного волокна. Повреждения чаще всего возникают, когда клей, связывающий эти слои, начинает отслаиваться от арматуры или расслаиваться. Ученые решили эту проблему, нанеся 3D-рисунок термопластичного заживляющего агента на армирующий материал и внедрив тонкие слои «нагревателя» в композит. При прохождении тока слои нагреваются, целебный агент плавится и затекает в трещины или микроразрывы, восстанавливая их. Теперь лопасти ветряных турбин и крылья самолетов можно будет «лечить» прямо в воздухе.

Материал, который по характеристикам больше похож на пластик, но проводит электричество, как металл, обнаружили ученые из Чикагского университета. Необычные свойства соединения, которое никак не должно было стать проводником, зафиксировала группа профессора Цзяцзэ Се, нанизывая атомы никеля, как жемчуг, на нитку из молекулярных шариков из углерода и серы. К удивлению ученых, материал проявил себя как отличный проводник, более того, он оказался очень стабильным. «Мы нагревали его, охлаждали, подвергали воздействию воздуха и влажности и даже капали на него кислоту, и ничего не происходило», — цитирует Цзяцзэ Се журнал Nature. Его коллега профессор Джон Андерсон вообще утверждает, что полученные результаты идут вразрез с законами физики: «Нет твердой теории, чтобы объяснить это». Так или иначе, результаты работы ученых открывают совершенно новый класс материалов, которые проводят электричество, просты в формировании и устойчивы к воздействию высоких температур и агрессивных сред.

В Массачусетском технологическом институте придумали, как продлить срок жизни обычных неперезаряжаемых батареек в кардиостимуляторах. Весь секрет — в электролите. Химики из МТИ предложили заменить традиционно неактивный электролит батареи типа CFx материалом, который «активен для доставки энергии», сообщается в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Экспериментируя с новым жидким фторированным соединением, ученые обнаружили, что так можно объединить некоторые функции катода и электролита в одном соединении, называемом католитом. Это позволит повысить плотность энергии в батареях и увеличит срок их службы как минимум на 50 %, утверждают авторы разработки. А это значит, что пациентам реже придется ложиться под нож, чтобы поменять батарейку в кардиостимуляторе.