Dřevo je pružný materiál. Jeho vlákna se mohou ohýbat, aniž by se lámala. Naopak mnohé syntetické materiály, které se nacházejí v automobilech, jsou křehké a mohou se časem snadno zlomit. Vědci nyní vyvinuli nový typ materiálu.
Pokud dojde k poruše součástky automobilu nebo letadla, riziko nehody je vysoké. Dosud mohli inženýři provádět opravy pouze tehdy, když se materiál, ze kterého například vznikají křídla letadel a lopatky turbín, stal křehkým. Vědci nyní vytvořili materiál, který se dokáže opravit více než tisíckrát a prodloužit tím životnost součástek v automobilech, letadlech a vesmírných plavidlech o celé století.
V nedávno zveřejněné experimentální studii v odborném časopise „Proceedings of the National Academy of Science“ představili výzkumníci svůj objev. Po dobu přes 40 dní prováděli testy, kdy materiál lámali a následně vyvolávali jeho opravy.
Následně zkoumali, jaký má materiál odolnost. Výsledek byl překvapující: „Zjistili jsme, že pevnost v zlomení samoozdravujícího materiálu je výrazně vyšší než u klasických kompozitních materiálů – a to alespoň přes 500 cyklů,“ říká Jack Turicek, hlavní autor studie, v prohlášení.
Materiál by mohl vydržet 500 let
V praxi by k samoozdravování došlo pouze v případě, kdy by došlo k poškození materiálu například krupobitím, nárazem ptáků nebo jinými událostmi. Vědci odhadují, že tento materiál by mohl při každoročním samoozdravování vydržet až 500 let.
„To by významně snížilo náklady a pracovní zátěž na výměnu poškozených součástek a také by to omezilo spotřebu energie a množství odpadu v mnoha průmyslových odvětvích – protože by bylo méně rozbitých dílů, které by bylo nutno manuálně kontrolovat, opravovat nebo likvidovat,“ říká Jason Patrick, spoluautor studie a profesor stavebního, konstrukčního a environmentálního inženýrství na North Carolina State University.
Ale jak přesně se materiál sám opravuje? Vědci nejprve aplikují pomocí 3D tiskárny na vlákna materiálu jakousi plastovou vrstvu. Tato mezivrstvi funguje jako tlumič a zabraňuje tomu, aby se jednotlivé vrstvy od sebe odlupovaly. Materiál se tím stává výrazně odolnější.
Následně je do materiálu zavedena tenká vyhřívací vrstva. Když jí protéká elektrický proud, zahřívá se a způsobuje tavení plastu. Ten se dostává do jemných trhlin a mezer a opět spojuje uvolněné vrstvy. Materiál tímto získává zpět svou stabilitu. V dalším kroku se vědci snaží zjistit, jak a kde přesně by mohl být tento materiál využit.
