Ученые Центра компетенций Национальной технологической инициативы (НТИ) на базе Новосибирского государственного университета сделали значимый шаг вперед в разработке современных материалов: ими был создан концентрат на основе многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ), специально предназначенный для усовершенствования силиконовых резин. Работа реализована в рамках инициативы Фонда Национальной технологической инициативы, призванной поддержать инновации и передовые разработки в нашей стране. Новое изобретение обещает расширить горизонты применения силиконовых материалов и повысить их технические характеристики в ряде отраслей.
Победа НГУ и Центра компетенций НТИ: суть инновации
Разработчикам удалось создать уникальную формулу концентрата, обеспечивающего равномерное распределение нанотрубок в структуре силикона. Данный подход гарантирует существенное усиление свойств материала, позволяя придавать ему электропроводность, что ранее было крайне труднодостижимо. Как рассказал научный сотрудник ЦНФМ НГУ Андрей Скуратов, на это изобретение уже подана патентная заявка, охватывающая как сам состав концентрата, так и технологию его получения.
Такой концентрат способен служить модификатором для различных типов силиконов, и низковязких, и высоковязких, открывая новые пути внедрения как в медицинское производство, так и в машиностроение. В промышленности столь усовершенствованные силиконы применимы для изготовления уплотнительных элементов, прокладок, покрытий на металлы, медицинских приборов и деталей оборудования в разнообразных направлениях.
Технологический прорыв: как работают нанотрубки в концентрате
Традиционные способы добавления углеродных нанотрубок в силиконовый полимер зачастую приводили к снижению эксплуатационных характеристик материала. Добавление порошка напрямую вызывало агломерацию нанотрубок, что портило структуру и приводило к разрушению изделий, не позволяя реализовать желаемые антистатические свойства.
Команда из Новосибирского госуниверситета пошла другим путем. Нанотрубки подвергаются специальной подготовке и предварительно диспергируются в составе концентрата, что предотвращает слипание частиц и обеспечивает их равномерное включение в силиконовую матрицу. Благодаря этому удается добиться стабильности характеристик и долгого срока службы конечного изделия.
Удобство и гибкость внедрения в производство
Андрей Скуратов отмечает, что использование сконцентрированной композиции с нанотрубками не требует изменения существующих промышленных технологических циклов. Такой продукт легко интегрируется в стандартные процессы изготовления силиконовой резины, что позволяет предприятиям использовать инновационный материал без затрат на переоснащение. Это важное преимущество для широкомасштабного внедрения современной российской разработки.
Контролируемые характеристики для разных отраслей
Одним из основных достоинств новинки стала возможность точной настройки электропроводности путем изменения дозировки нанотрубок в концентрате. Оптимальный диапазон их содержания составляет от 0,2 до 0,8% по массе. Это позволяет производить силиконы с требуемыми электрическими свойствами — от изделий с антистатическим эффектом до полностью токопроводящих материалов, не жертвуя при этом эластичностью и прочностью.
Особое значение подобная гибкость приобретает для медицины, требующей высокой чистоты поверхности материалов и предотвращения накопления статического электричества, что важно для производства стерильных медицинских изделий. В горной и нефтегазовой промышленности управляемая проводимость предотвращает возникновение искр и повышает уровень безопасности оборудования в сложных условиях эксплуатации.
Эффективное распределение МУНТ внутри силикона привело к серьезному росту механических характеристик резины — модуль упругости и сопротивление раздиру увеличились на 25–35%. Таким образом, конечные продукты становятся гораздо более устойчивыми к механическим нагрузкам, истиранию и контакту с металлическими деталями.
Широкие перспективы применений инновационного материала
Созданный в Новосибирском госуниверситете концентрат открывает возможности для производства так называемых «умных» силиконовых материалов, которые способны сочетать несколько функциональных свойств, подстраиваясь под разные задачи. Такими материалами заинтересовались производители автокомпонентов, космической и добывающей промышленности, а также изготовители конвейерных систем и медицинской техники.
Андрей Скуратов подчеркнул: лабораторные исследования подтвердили не только улучшение физических параметров модифицированной резины, но и возможность точно варьировать ее свойства в соответствии с индивидуальными требованиями различных заказчиков. Это делает концентрат перспективной универсальной технологией для банков решений в области новых материалов.
Вклад Новосибирского государственного университета и НТИ в будущее индустрии
Инициатива специалистов Центра компетенций НТИ на базе НГУ демонстрирует высокий потенциал сибирской научной школы в разработке новых материалов и их внедрении в реальный сектор экономики. Благодаря поддержке Фонда Национальной технологической инициативы, российские предприятия получают доступ к уникальным технологиям, способным продвинуть промышленность на новый уровень. Пресс-служба Новосибирского государственного университета отмечает, что проект привлек значительный интерес со стороны как научного, так и производственного сообщества.
Новая разработка — пример того, как синергия научного поиска, государственной поддержки и промышленного партнерства формирует инновационное будущее российского высокотехнологичного сектора. Впереди у проекта — новые патенты, поиск промышленных партнеров и расширение производственных масштабов.
Источник фото: ru.123rf.com
Источник: scientificrussia.ru
