Kolejny krok w kierunku komercjalizacji materiałów samonaprawiających się
Określone rodzaje materiałów syntetycznych, zwane samonaprawiającymi się, zostały zaprojektowane tak, aby naprawiać pęknięcia i inne wady swojej struktury za pomocą procesów chemicznych. W ramach finansowanego ze środków unijnych projektu SHEMAT zbadano te materiały pod kątem komercjalizacji. Partnerzy projektu nadali właściwości samonaprawiania się różnym materiałom w celu komercjalizacji efektów pracy. Ponadto opracowali ustandaryzowane metody charakteryzacji potencjału samonaprawiania się. Zespół skupił się na czterech rodzajach materiałów: polimerach, kompozytach polimerowych wzmacnianych włóknami, betonie i ceramice. Łącznie 11 doktorantów i 4 doktorów poprzez szkolenia i delegacje aktywnie przyczyniło się do rozwoju nauki i ulepszenia dostępnych metod dotyczących samonaprawiania w szerokiej gamie materiałów. Zorganizowano trzy warsztaty szkoleniowe dotyczące rozwoju, oceny, komercjalizacji i zrównoważonego rozwoju materiałów samonaprawiających się. Naukowcy przedstawili praktyczne rozwiązania dla różnych powłok samonaprawiających się opartych na mikrokapsułkach lub polimerach superabsorpcyjnych. Komercyjne jonomery wykazały potencjał jako dodatki stosowane w produkcji pianek do opon. W przypadku polimerów masowych (ang. bulk polymers) metoda supramolekularna oparta na wiązaniach wodorowych została pomyślnie wdrożona do systemów epoksydowych i ich kompozytów. Nadanie właściwości samonaprawczych elementom konstrukcyjnym zwykle spotykanym we wzmocnionych strukturach wykazało obiecujące rezultaty. Dokonano ulepszeń w zakresie produkcji samonaprawiającego się betonu przy użyciu bakterii/zarodników o porowatej strukturze chronionych przez nośnik lub o właściwościach samoochronnych. Udowodniono, że biologiczna redukcja azotanów jest ekologiczną i skuteczną metodą odżywiania. Zespół SHEMAT zbadał dwie różne klasy materiałów ceramicznych. Opracowano i przetestowano materiały ceramiczne z grupy faz MAX zarówno w warunkach laboratoryjnych, jak i przemysłowych. Uzyskano ceramikę tlenkową o właściwościach naprawiania pęknięć poprzez domieszkowanie cząstkami na bazie węglika, co doprowadziło do odzyskania pełnej wytrzymałości. Wykazano również, że ocena właściwości samonaprawczych w zakresie przywrócenia właściwości mechanicznych w różnych klasach materiałów wymaga elastycznych, ale zharmonizowanych zestawów parametrów. Opracowano i wdrożono nowe metody testowania w celu dokonania analizy ilościowej właściwości mechanicznych po naprawie kontrolowanych uszkodzeń w różnych klasach materiałów. Poprzez nadanie właściwości samonaprawiania różnym materiałom rezultaty projektu SHEMAT powinny przyspieszyć transfer tego typu technologii do produktów komercyjnych. Działania realizowane w ramach projektu przyczynią się również do większej akceptacji i komercyjnego wykorzystania materiałów samonaprawiających się.
Słowa kluczowe
Materiały samonaprawiające się, SHEMAT, polimery, kompozyty, ceramika
