Сибирские ученые модернизировали полиэтилен при помощи ультразвука и углеродных нанотрубок. В отличие от изначального материала, полученный композит обладает высокой диэлектрической проницаемостью и большей износостойкостью. Благодаря этим качествам, им можно покрывать радиолокационное оборудование. Обновленный полиэтилен защитит его от ударов, пуль и плохой погоды. Результаты исследования опубликованы в журнале Technical Physics

Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы широко и эффективно используется в различных технических приложениях и, в особенности, в медицине. По сути это обычный полиэтилен, отличие состоит лишь в том, что длина его атомной цепочки в десятки раз больше, чем у остальных полимеров, что дает ему ряд преимуществ. Такие материалы могут выдерживать экстремально низкие температуры, повышенную влажность, воздействие агрессивных кислотных сред и деформационные нагрузки. Для них характерна прочность, износостойкость и способность переносить высокие ударные нагрузки. Несмотря на эти качества, для использования в радиолокации такому полимеру не хватает достаточной диэлектрической проницаемости.

Ученые Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН» совместно с коллегами из новосибирского Института катализа Г.К. Борескова СО РАН синтезировали композит на основе полиэтилена, модифицированный многослойными углеродными нанотрубками. Полученный материал обладает повышенной диэлектрической проницаемостью и низкими диэлектрическими потерями. При этом его износостойкость увеличилась практически на 40% по сравнению с первичным материалом.

Композит из полиэтилена, модернизированный нанотрубками, после теста на истирание. Сканирующая электронная фотография.jpg 

В начале работы авторы исследования поставили цель — повысить диэлектрическую проницаемость полиэтилена, чтобы его можно было применять в качестве покрытия, которое радиопрозрачно в заданном частотном диапазоне. Для этого они решили модифицировать материал нанотрубками. Для получения требуемого эффекта наночастицы нужно было распределить в материале так, чтобы они были рассредоточены равномерно и не соприкасались друг с другом. В противном случае свойства полиэтилена будут ухудшаться.

Для равномерного распределения нанотрубок в материале ученые смешивали компоненты с растворителем, а полученный раствор облучали ультразвуком. После перемешивания, ученые убрали растворитель и спрессовали материал. Именно такой метод синтеза позволил расположить наночастицы равномерно и улучшить диэлектрические свойства композита. Помимо этого новый полимер приобрел еще один бонус — износостойкость увеличилась почти на 40%. И, как обнаружили ученые, это не было связано с добавлением наночастиц.

Такое изменение свойств композита вызвало ультразвуковое излучение, которое использовали во время синтеза материала для внедрения в него нанотрубок. Для пробы ученые создали полимер в тех же условиях, но уже без наночастиц. Выяснилось, что именно ультразвуковое воздействие изменяет структуру полимера и определяет формирование его структуры, которая оказывается более износостойкой.

Илья Маркевич, инженер Института химии и химической технологии КНЦ СО РАН..jpg 

«В качестве основы был выбран полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы. Он обладает повышенной по сравнению с обычным полиэтиленом прочностью и высокой износостойкостью, больше, чем фторопласт или тефлон, которые являются одними из самых износостойких полимеров. Так как он обладает такими потрясающими свойствами, было интересно модернизировать материал для радиоэлектроники при помощи нанотрубок. Ожидалось, что мы увеличим диэлектрическую проницаемость и не допустим высоких диэлектрических потерь. Соответственно, материал будет еще и накапливать электрическую энергию. Но самое главное, что он будет пропускать электромагнитные волны необходимой частоты, а другие наоборот гасить. Это очень важно для радиолокационного оборудования», — рассказал о результатах соавтор исследования инженер Института химии и химической технологии ФИЦ КНЦ СО РАН Илья Александрович Маркевич.
 
Сверхвысокомолекулярный полиэтилен находит свое применение во многих областях. Из него изготавливают покрытия для лыж, сноубордов, катков, бронежилеты и каски, имплантаты для коленных и тазобедренных суставов, и даже такие простые предметы быта как разделочные доски. Благодаря новой разработке сибирских ученых к этому списку добавилось использование сверхвысокомолекулярного полиэтилена в качестве покрытия для радиолокационного оборудования, которое сможет защищать его от ударов, выстрелов огнестрельного оружия и просто внешних климатических воздействий.

Группа научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН

Источники

Красноярские ученые создали прочный полиэтиленовый "бронежилет"
Kgs.ru, 24/09/2020
Красноярские ученые создали прочный полиэтиленовый "бронежилет"
Seldon.News (news.myseldon.com), 24/09/2020
Красноярские ученые создали прочный полиэтиленовый "бронежилет"
Сибирское агентство новостей (sibnovosti.ru), 24/09/2020
Сибирские ученые создали полиэтиленовый "бронежилет" для радиолокационного оборудования
Наука в Сибири (sbras.info), 24/09/2020
Сибирские ученые создали полиэтиленовый "бронежилет" для радиолокационного оборудования
Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук (ksc.krasn.ru), 24/09/2020
Красноярские ученые создали прочный полиэтиленовый "бронежилет"
Яндекс.Новости (yandex.ru/news), 24/09/2020
Красноярские ученые создали прочный полиэтиленовый "бронежилет"
Рамблер/новости (news.rambler.ru), 24/09/2020
Бронежилет для радиолокаторов создали новосибирские ученые
Все новости Новосибирской области (vn.ru), 24/09/2020
Бронежилет для радиолокаторов создали новосибирские ученые
Новости Новосибирска (novosibirsk-news.net), 24/09/2020
Бронежилет для радиолокаторов создали новосибирские ученые
Gorodskoyportal.ru/novosibirsk, 24/09/2020
Сибирские ученые создали полиэтиленовый "бронежилет" для радиолокационного оборудования
Красноярский рабочий (krasrab.ru), 24/09/2020
Красноярские ученые создали полиэтиленовый "бронежилет"
Gorodskoyportal.ru/krasnoyarsk, 24/09/2020
Создан полиэтиленовый "бронежилет" для радиолокаторов
Око планеты (oko-planet.su), 24/09/2020
Создан полиэтиленовый "бронежилет" для радиолокаторов
Discounte Center (sokol-online.ru), 24/09/2020
Создан полиэтиленовый "бронежилет" для радиолокаторов
Новости для гиков (supreme2.ru), 24/09/2020
Сибирские ученые создали полиэтиленовый "бронежилет" для радиолокационного оборудования
Популярная механика (popmech.ru), 24/09/2020
Создан полиэтиленовый "бронежилет" для радиолокаторов
Рамблер/новости (news.rambler.ru), 24/09/2020
Красноярские ученые создали полиэтиленовый "бронежилет"
Аргументы и Факты (krsk.aif.ru), 24/09/2020
Сверхпрочный полиэтилен создали с помощью ультразвука и нанотрубок
ТАСС, 24/09/2020
Сверхвысокомолекулярный полиэтилен для покрытия радиолокационного оборудования создан в России
Око планеты (oko-planet.su), 30/09/2020
Полиэтилен защит от пуль и непогоды
Честное слово, 30/09/2020
"Бронежилет" для радиолокационного оборудования
Nanonewsnet.ru, 03/10/2020
В Сибири создали пуленепробиваемый полиэтилен для радаров
Вести.ru, 06/10/2020
"Бронежилет" для радиолокационного оборудования
Научная Россия (scientificrussia.ru), 01/10/2020

Похожие новости

  • 24/12/2019

    Выбор РИА Новости: главные достижения российской науки 2019 года

    ​Ученые в России в нынешнем году получили знаковые результаты в самых разных областях – от астрономии до археологии, причем многие достижения имеют выходы на практическое применение. Примечательно, что существенную лепту здесь внесли не только признанные научные центры, но и ведущие отечественные вузы.
    1314
  • 21/05/2019

    По итогам сочинского форума «Наука будущего — наука молодых»

    ​В Сочи завершились III Международная конференция «Наука будущего» и IV Всероссийский форум «Наука будущего — наука молодых». Мы попросили сибирских ученых, в них участвующих, рассказать, какие проекты они представляли на мероприятиях форума и с какими целями приехали сюда.
    1056
  • 04/08/2020

    О строительстве ЦКП «СКИФ»

    ​ФИЦ «Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН» совместно с генеральным проектировщиком Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») — Центральным проектно-технологическим институтом (АО «ЦПТИ», входит в Топливную компанию Росатома «ТВЭЛ») — завершили работу над генпланом размещения объектов синхротрона, который планируют построить под Новосибирском к концу 2023 года.
    947
  • 21/10/2020

    ИК СО РАН и МИСиС создали совместную лабораторию

    ​В НИТУ «МИСиС» создана научно-исследовательская лаборатория MISIS Catalysis Lab, созданная совместно с Институтом катализа им. Г. К. Борескова СО РАН (г. Новосибирск). Основное направление деятельности — решение практических задач в области химического синтеза, промышленного катализа и аддитивных технологий.
    194
  • 24/04/2018

    Как сделать жилье более доступным и экологичным?

    ​​Дом - это что-то теплое, уютное и, на первый взгляд - очень консервативное. Но на самом деле и строительство попевает за техническим прогрессом. Как сделать жилье более доступным, дешевым, экологичным? Мы создали краткий обзор тенденций и технологий будущего, которые появляются уже сейчас.
    1758
  • 25/09/2020

    Третья Всероссийская конференция «Методы исследования состава и структуры функциональных материалов» (МИССФМ-3) успешно прошла на базе ИК СО РАН

    Третья Всероссийская конференция «Методы исследования состава и структуры функциональных материалов» (МИССФМ-3) проходила 1-4 сентября 2020 года. Организаторами конференции выступили ИК СО РАН совместно с ИЯФ СО РАН, ИНХ СО РАН, НИОХ СО РАН, Научным советом по катализу ОХНМ РАН и Новосибирским государственным университетом.
    574
  • 30/11/2017

    Синтез химиков и физиков

    За одной написанной химической формулой может скрываться сразу несколько различных веществ и структур. Так, оксид железа имеет ряд фаз, и только одна из них позволяет получать магнитные наночастицы для производства, например, более продуктивных жестких дисков.
    1301
  • 07/10/2016

    Новосибирские ученые изготовят блоки аэрогеля для эксперимента

    ​Специалисты Института ядерной физики СО РАН и Института катализа СО РАН изготовят блоки аэрогеля для эксперимента CLAS12 Национальной лаборатории Томаса Джефферсона (Thomas Jefferson National Accelerator Facility, США, Вирджиния).
    1933
  • 13/10/2020

    Почему Энергопарк остается недостижимой мечтой? Часть 3

    ​Часть 1. Почему Энергопарк остается недостижимой мечтой? Часть 2. Грозит ли программе "Академгородок 2.0" "электрический шок"? В последние годы жители Новосибирска столкнулись с новой напастью: с наступлением тепла на город периодически накатывает волна тошнотворных запахов.
    328
  • 18/05/2020

    Ученые Алтайского края совместно с коллегами из Новосибирска запатентовали уникальную технологию получения этилена

    ​Ученые Института проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения Российской академии наук (Бийск) совместно с коллегами из Института катализа имени Г. К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (Новосибирск) разработали уникальную технологию получения этилена.
    500