Цивилизация
Ученые химфака МГУ создали новые полимерные матрицы, которые обладают более высокой удельной прочностью по сравнению с металлами. Они могут позволить радикально снизить массу деталей летательных аппаратов, самолетов и космических кораблей, эксплуатирующихся при высоких температурах. Результаты работы ученых опубликованы в изданиях Journal of Applied Polymer Science и European Polymer Journal.
Разработанный сотрудниками МГУ материал создан на основе новых фталонитрильных мономеров для полимерных композиционных материалов. Они используются для изготовления различных конструкций, деталей машин, элементов сооружений, воспринимающих силовую нагрузку. Современный самолет Boeing 787 Dreamliner на 50% состоит из ПКМ, а истребитель Eurofighter — на 70%.
Российские химики предложили новый подход к молекулярному дизайну бис-фталонитрильных мономеров, из которых состоит полимерная матрица, и получили вещества, из которых легче, по сравнению с известными аналогами, получать термостойкие детали сложной формы с минимальным количеством соединительных элементов.
«Сейчас температурный диапазон применения ПКМ составляет не более 150°С для самых распространенных материалов и до 250°С — для термостойких. Мы же разработали ПКМ, пригодные для эксплуатации при температурах до 450°С, обладающие при этом простотой переработки, сравнимой с наиболее распространенными в применении для этих целей эпоксидными смолами», — рассказали участники проекта Борис Булгаков и Александр Бабкин.
На данном этапе стоимость килограмма ПКМ в 8–10 раз превышает стоимость тех же объемов титана или алюминиевых сплавов. Однако благодаря снижению массы самолета снизится и потребление топлива, что приведет к увеличению полезной нагрузки. В долгосрочной перспективе затраты на производство деталей из ПКМ компенсируются экономией на топливе и количестве перевезенных пассажиров и грузов. Кроме того, ПКМ дешевле в обслуживании, так как не подвержены коррозии.
