DT News - Bulgaria - Учените работят върху метод за предвиждане на умората при полимерни композити

Dental Tribune International

ср. 12 декември 2012

запази

Композитните полимери имат многобройни приложения – от денталната медицина до авиоинженерството. Трудно е да се установи обаче компрометирането на материала, защото микропукнатините вътре в самия материал не могат да бъдат идентифицирани при оглед отвън. По тази причина екип от немски учени работи по метод за създаване на материал, при който този проблем да може да се установи.

Методът включва употребата на кристалчета от цинков оксид, чрез които умората на материала може да се установи под UV светлина. Те играят ролята на композитен пълнител. Новата концепция може да разреши много технически проблеми в сфери като медицинските технологии и машиностроенето.

„Свойствата на тетраподните кристалчета цинков оксид по отношение на луминесценцията им са добре познати. В съответствие с работната ни хипотеза отчетените характеристики показват различия при прилагане на механично натоварване. Така предположихме, че това би могло да ни помогне в откриването на вътрешните микрофрактури в композитните материали“, каза Dr Yogendra Mishra от Инженерния факултет към Kiel University.

В един експеримент учените добавят тетраподни кристалчета цинков оксид към полимера полидиметилсилоксан и изследват общите му свойства. Те заключават, че полученият композитен материал е по-здрав и пропуска светлината в различен цвят, когато се изложи на UV светлина. Когато материалът се подлага на механичен стрес и на UV светлина, интензитетът на пропуснатата светлина и респективно цветът й се променят.

„Тези микро нанокристалчета дават едно видимо предупреждение, че е възможно композитният материал да се фрактурира“, обясниха от екипа. „Промяната в характеристиките на луминесценция благодарение на определени микроструктури, подложени на натоварване, както демонстрирахме с тетраподите цинков оксид, може да бъде от значение и в производството на други материали. Очакваме в бъдеще развитие на тези self-reporting материали, отбеляза Prof. Cordt Zollfrank от мюнхенския Технически университет.

Композитните материали се състоят от два или повече съставни материала с различни свойства, например органични материали на базата на силиция и кристалчета цинков оксид, които заедно придобиват по-добри свойства. Те могат да се изработят така, че да бъдат леки, механически издържливи и с приемлива цена. Prof. Rainer Adelung, ръководител на проучването, каза: „Кристалчетата цинков оксид, изглежда, са един отличен компонент за обогатяването на редица специфични композити и за конструкции, при които нестабилността може да има за резултат фатални последици“.

Учените от Kiel University, University of Erlangen-Nuremberg и University of Technology, Мюнхен, публикуваха резултатите си в ноемврийския онлайн брой на журнала Advanced Materials, качен преди печатното издание. Изследването беше спонсорирано от German Research Foundation.