Что происходит
- Исследователи из Швейцарской высшей технической школы в Цюрихе (ETH Zurich) разработали уникальный полимер, который практически не подвержен коррозии, способен самовосстанавливаться и годен для вторичного использования. Инновационный материал называется поли (фениленметилен) или PPM.
- Профессор Маркус Нидербергер и его коллеги Марко Д’Элия и Уолтер Касери совершили свое открытие случайно: на протяжении нескольких лет они пытались получить наночастицы в специальном органическом растворителе. Иногда этот растворитель застывал — полимеризовался, что для ученых было нежелательно. Но они заметили у случайно получившегося полимера необычное свойство: он обладал флуоресценцией, которая не характерна для подобных материалов. Тогда исследователи доработали синтез PPM и начали его пристально изучать в надежде найти для него полезное применение.
- Чтобы проверить полимер на прочность, команда ученых провела эксперимент с ускоренным старением — сплав PPM и алюминия многократно подвергался воздействию специального солевого раствора. Оказалось, что металлы, покрытые слоем полимера в 30 и 50 мкм, не показали значительной коррозии.
- Благодаря этому эксперименту открылось еще одно удивительное свойство PPM — он может сам по себе восстанавливать повреждения. Когда солевой раствор взаимодействовал с алюминием, под ним нагревалась поверхность, а полимер плавился, заполняя зазоры. Затем, когда контакт раствора с алюминием прерывался, материал остывал и снова затвердевал.
- Незаметные глазу повреждения на таком покрытии легко обнаружить, просто включив ультрафиолетовый свет. Когда дефектов нет, PPM проявляет способность к флуоресценции — но если на поверхности есть трещины и отверстия, этого не произойдет.
Почему это важно
PPM может стать решением в борьбе с коррозией — материал прост в использовании и универсален. Покрытие на его основе хорошо защищает от разрушения металлы, особенно алюминий. Полимер можно нагреть, размешать, как краску, и распылить на поверхность слоями, которые в десять раз тоньше обычных защитных средств на основе эпоксидных смол.
Одно из главных преимуществ PPM — он экологичнее и долговечнее большинства материалов, которые используют для защиты от коррозии. Как правило, чтобы достичь самовосстановления, нужны химические добавки, которые со временем выбрасываются в окружающую среду. В случае с новым материалом никаких добавок не требуется. Кроме того, после окончания срока службы PPM можно полностью удалить с поверхности, переработать и использовать заново. При переработке теряется лишь 5% полимера, а повторно наносить его можно до пяти раз. Это ставит его еще на ступень выше антикоррозионных материалов с эпоксидными смолами — их можно утилизировать только с помощью сжигания или захоронения на свалке.
Конечно, использование PPM не полностью безопасно для окружающей среды. «Синтетические продукты всегда оказывают влияние, но если выбрать правильный подход, это воздействие можно значительно сократить» — говорит ученый Марко Д’Элия. Он надеется, что их открытие скоро выйдет на глобальный рынок. Сейчас заявка на получение патента находится на стадии рассмотрения, а исследователи работают над улучшением технологии и поиском партнера для масштабного производства.