Самовосстанавливающееся покрытие синтезировали ученые из Челябинска и Санкт-Петербурга

Материал можно использовать для изоляции электрических проводов

Ученые Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) вместе с коллегами из Института химии СПбГУ впервые в России синтезировали самовосстанавливающиеся силиконовые материалы. Они могут применяться, к примеру, для защиты от электрического пробоя.

Как сообщает пресс-служба ЮУрГУ, такие материалы способны восстанавливать свою структуру после механической нагрузки или иного рода разрушений.

«Дело в том, что этот новый материал сложный: в нем объединена полимерная матрица и комплексы ионов металлов. При этом он может быть как упругий, так и гелеобразный, так что проследить и понять, что происходит при самовосстановлении с макромолекулами, экспериментальными средствами едва ли возможно. Единственный путь – смоделировать структурные изменения на атомно-молекулярном уровне. Мы построили модель сплошной структуры полимера в трёх вариантах, различающихся содержанием никеля. От доли никеля зависит и прочность материала, и другие его физико-химические характеристики», – рассказал старший научный сотрудник НИЛ Многомасштабного моделирования многокомпонентных функциональных материалов ЮУрГУ Геннадий Макаров.

На начальном этапе контактов между научными коллективами Института Химии СПбГУ и ЮУрГУ выяснилось, что новый материал обладает электрической прочностью, достаточной для его использования в качестве изоляции. Команда синтезируют образцы новых полимеров с разными составами в Санкт-Петербурге, а опыты над полученными вариациями образцов проводятся в лабораториях ЮУрГУ.

В рамках совместных исследований по междисциплинарному проекту в ЮУрГУ создана экспериментальная установка для электрического пробоя с ограничением тока через образцы материалов. Ключевой конструктивной особенностью установки является минимизированный объем ячейки, что позволяет анализировать образцы новых материалов, синтезированных в ограниченных количествах.

Предложенный подход позволяет наблюдать процесс самовосстановления в малообъемных образцах полисилоксанов путем продольной визуализации эволюции дефектов в течение длительных временных масштабов.

Разработанная экспериментальная установка также позволяет исследовать явления, предшествующие электрическому пробою. Для анализа процесса развития каналов триинга (дефекта) в структуре образца были сделаны видеозаписи межэлектродного пространства, согласно которым происходило неоднократное образование и исчезновение электрических дефектов, во время воздействия электрического поля.