Μια εντυπωσιακή εξέλιξη από τον χώρο της μηχανικής έρχεται να αλλάξει τα δεδομένα στην αντοχή και τη διάρκεια ζωής των υλικών που χρησιμοποιούνται στην αυτοκινητοβιομηχανία.

Τα σύγχρονα αυτοκίνητα βασίζονται ολοένα και περισσότερο στη χρήση σύνθετων υλικών ενισχυμένων με ίνες (όπως είναι τα ανθρακονήματα), τα οποία αξιοποιούνται σε εφαρμογές όπως τα αμαξώματα, τα πλαίσια και επιμέρους δομικά στοιχεία, με βασικό τους πλεονέκτημα τον συνδυασμό χαμηλού βάρους και υψηλής αντοχής που προσφέρουν.

Ωστόσο, ένα από τα βασικά προβλήματα που συνοδεύουν τη χρήση τους είναι η εμφάνιση μικρορωγμών στο εσωτερικό τους, η οποία μπορεί να μειώσει σημαντικά τη δομική ακεραιότητα, οδηγώντας με την πάροδο του χρόνου σε φθορά ή ακόμη και πλήρη καταστροφή του υλικού.

Τέλος σε αυτό το διαχρονικό πρόβλημα, που πολλές φορές οδηγεί σε φθορές στα αμαξώματα και τα δομικά στοιχεία των αυτοκινήτων, επιχειρεί να δώσει μια ομάδα Αμερικανών ερευνητών, η οποία ανέπτυξε ένα καινοτόμο υλικό με τη δυνατότητα να «αυτοθεραπεύεται» περισσότερες από 1.000 φορές, ανοίγοντας τον δρόμο για εξαρτήματα με σημαντικά μεγαλύτερη διάρκεια ζωής σε σχέση με σήμερα.

Η έρευνα για την ανάπτυξη του συγκεκριμένου υλικού πραγματοποιήθηκε από επιστήμονες του North Carolina State University, με επίκεντρο ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα των σύνθετων υλικών, την αποκόλληση και τον σταδιακό διαχωρισμό των εσωτερικών τους στρώσεων.

Οι ερευνητές ενσωμάτωσαν στο υλικό έναν ειδικό θερμοπλαστικό παράγοντα επισκευής, ο οποίος δημιουργείται με τη χρήση τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης τύπου 3D printing.

Το υλικό αυτό, το οποίο ονομάζεται EMAA, τοποθετείται ανάμεσα στις στρώσεις του σύνθετου υλικού και έχει διπλή λειτουργία καθώς αφενός ενισχύει τη συνολική αντοχή της κατασκευής και αφετέρου λειτουργεί ως «καύσιμο» για τη διαδικασία αυτοεπισκευής, επιτρέποντας στο ίδιο το υλικό να αποκαθιστά τις φθορές του.

Πιο συγκεκριμένα, σε περίπτωση που προκύψει φθορά στο υλικό, ένα σύστημα ενσωματωμένων θερμαντικών στοιχείων από άνθρακα ενεργοποιείται μέσω ηλεκτρικού ρεύματος. Η θερμότητα που παράγεται προκαλεί την τήξη της ουσίας, η οποία στη συνέχεια εισχωρεί στις μικρορωγμές, «γεμίζοντας» τα κενά και αποκαθιστώντας τη συνοχή του υλικού.

Σημειώνεται πως το υλικό έχει ήδη δοκιμαστεί, με τα αποτελέσματα να έχουν χαρακτηριστεί ως άκρως εντυπωσιακά. Ειδικότερα, υποβλήθηκε σε 1.000 κύκλους θραύσης και αποκατάστασης μέσα σε μόλις 40 ημέρες, διατηρώντας σε μεγάλο βαθμό τις μηχανικές του ιδιότητες, παρά τη μικρή μείωση της αντοχής του με την πάροδο του χρόνου.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, με σωστή συντήρηση, τα εξαρτήματα που θα κατασκευάζονται από αυτό το υλικό θα μπορούσαν να έχουν σημαντικά αυξημένη διάρκεια ζωής, με εκτιμήσεις που φτάνουν σε ιδιαίτερα υψηλά επίπεδα, από 125 έως και 500 χρόνια.

Οι ερευνητές επισημαίνουν πως οι περιβαλλοντικές προεκτάσεις είναι εξίσου σημαντικές. Για παράδειγμα, στον τομέα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, τα πτερύγια ανεμογεννητριών, τα οποία κατασκευάζονται από παρόμοιας φύσης σύνθετα υλικά, αποτελούν διαχρονικά ένα δύσκολα ανακυκλώσιμο απόβλητο.

Η αύξηση της διάρκειας ζωής τους μέσω της χρήσης του εν λόγω υλικού θα μπορούσε να μειώσει σημαντικά το περιβαλλοντικό τους αποτύπωμα, περιορίζοντας παράλληλα και τους ρύπους που σχετίζονται με την απόρριψη και αντικατάστασή τους.

Τέλος, οι διεθνείς πληροφορίες αναφέρουν πως η τεχνολογία βρίσκεται ήδη σε τροχιά εμπορικής αξιοποίησης μέσω της εταιρείας Structeryx Inc., με το μόνο που απομένει να είναι η πιστοποίηση ασφάλειας και η επαλήθευση της αντοχής του υλικού σε ακραίες συνθήκες.

Διαβάστε επίσης