Вечный двигатель? В России создали порошок, продлевающий жизнь мотора

РЕН ТВ

Какие материалы в будущем не нужно будет ни чинить, ни чистить? И какое дорожное покрытие ремонтирует себя само? Подробнее – в программе "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.

Умный металл возвращает первоначальную форму

При виде кадров ДТП сердце водителя замирает. И только мастера кузовных работ потирают руки. Удаление вмятин стоит недешево. Но радоваться автомеханикам осталось недолго. Японские ученые создали материал, который может разорить все СТО. Это металлический сплав с эффектом памяти. Только представьте – покореженный кузов машины сам вернет первоначальную форму.

Кадр из программы "Наука и техника", РЕН ТВ

"Мы изобрели этот материал для аэрокосмической промышленности, но быстро поняли, насколько он будет полезен здесь, на Земле. Сплав сделан на основе титана и алюминия. Он демонстрирует удивительную прочность, ударную вязкость, и сверхэластичность. Он может деформироваться, а потом возвращаться в исходную форму более ста раз", – заявил доцент научно-исследовательского института передовых наук Шэн Сюй.

Все дело в особой кристаллической решетке молекул этого сплава – она называется орторомбическим мартенситом. В ней, говоря простым языком, мельчайшие частицы располагаются будто кирпичи в прочной стене. При ударе они временно сдвигаются, а затем возвращаются на место, как пружинки. Ни трещин, ни поломок.

Но немало и других инновационных материалов, готовых совершить прорыв в науке и удивить нас своими невероятными свойствами.

Особый термобарьерный порошок защитит двигатель от поломок

Автомеханик Роман Евко точно знает, сколько проживет ваш автомобиль и как долго прослужит каждая деталь двигателя. Все зависит от состава сплавов запчастей и смазочных материалов.

"У каждой детали есть свой срок службы, так же как и у поршневой группы, соответственно, поршня. Примерная эксплуатация поршневой системы в районе 200-300 тысяч километров", – добавил автомеханик Роман Евко.

Российские исследователи придумали, как сделать мотор практически вечным. Ученые Южно-Уральского госуниверситета создали материал, который защитит двигатели внутреннего сгорания от поломок и коррозии. Для этого поршни, сердце любого ДВС, нужно всего лишь обработать новым термобарьерным порошком. Он содержит частицы кварцевого стекла, а связкой между его частицами выступает пластичный алюминиевый сплав.

Кадр из программы "Наука и техника", РЕН ТВ

"Здесь вы можете видеть поршень дизельного двигателя, который не покрыт нашим покрытием. Вот здесь же вы можете видеть поршень, который уже покрыт покрытием. Как вы видите, оно белое, выполнено из оксидной керамики", – прокомментировал инженер кафедры информационно-измерительной техники ЮУРГУ Кирилл Пашкеев.

Любой двигатель будет работать эффективнее, если увеличить температуру внутри мотора.

Защищать металлические детали от деформации как раз и будет термобарьерный порошок. Он позволит увеличить температуру в агрегате сразу на 100 градусов. В результате КПД вырастет на целых 20%.

"Вот такой вот образец. Это вполне достаточный для лабораторных исследований образец. Он получен методом детонационного напыления композитного покрытия на алюминиевую основу. Вот такое вот покрытие в настоящее время составляет около одного миллиметра толщиной, наносится достаточно быстро, в течение двух минут", – показал кусочек материала доктор химических наук, старший научный сотрудник кафедры материаловедения и физикохимии материалов ЮУРГУ Дмитрий Жеребцов.

Защитное покрытие наносят особым способом – порошком, словно из пушки, выстреливают в деталь. Сцепление получается максимально прочным.

"В данной лаборатории мы занимаемся нанесением газодинамических покрытий детонационным способом. Суть способа сводится к тому, что наносимый материал разогревается до температур, близких к температурам плавления, и ускоряется до сверхзвуковых скоростей за счет энергии взрыва газовой смеси", – пояснил инженер Пашкеев.

Пластырь для дорог: в чем особенность нового дорожного покрытия

Но если российские инженеры продлевают жизнь двигателям, то британские ученые придумали, как защитить детали ходовой части. Они изобрели дорожное покрытие, способное само себя восстанавливать.

Ученые Королевского колледжа Лондона усовершенствовали смолообразный материал. Теперь при нагреве он становится пластичным и самостоятельно "залечивает" трещины. Это как пластырь для дорог, объясняют исследователи. Вода больше не сможет разрушать покрытие изнутри.

Кадр из программы "Наука и техника", РЕН ТВ

"Мы хотели имитировать целебные свойства, которые наблюдаем в природе. Например, когда дерево срезают, его раны заживают со временем, используя собственную биологию. Мы создали новый битум путем его смешения с крошечными спорами растений, пропитанными маслами. Когда дорожное покрытие проседает под транспортом, оно сжимает споры, из них выдавливается масло, размягчает битум и он запечатывает микротрещины", – объяснил старший преподаватель кафедры химии Королевского колледжа Лондона Франциско Мартин-Мартинес.

В США изобрели гель для роста хрящевой ткани

И даже человеческое тело можно сделать намного прочнее. Если у вас давно болит спина и ноют суставы – крепитесь. Скоро можно будет нарастить себе новую хрящевую ткань и снова бегать, как молодой барашек. Именно на этих домашних животных протестировали свое открытие ученые Северо-Западного университета США. Они создали новый препарат.

Кадр из программы "Наука и техника", РЕН ТВ

Именно он и восстанавливает хрящи. В паре с гиалуроновой кислотой это работает как "эликсир молодости" для суставов. Вылечить их можно будет одной инъекцией.

"Густой гель внешне напоминает резину и представляет сложную сеть молекулярных компонентов, имитирующих естественный хрящ. Мы тестировали препарат на овцах с дефектами в коленном суставе. Через шесть месяцев после однократной инъекции гель вызвал заметный рост родной хрящевой ткани и резкое улучшение здоровья", – рассказал профессор материаловедения, химии и медицины Сэмюэл Стапп.

Пленка для зубов из скорлупы яиц избавит от кариеса навсегда

А воронежские ученые совершили настоящую революцию в стоматологии. Они смогли победить кариес. Их новое изобретение – прозрачная пленка для зубов, которая быстро восстанавливает эмаль и уничтожает вредные бактерии. Покрытие, словно невидимый щит, не только лечит, но и предохраняет зубы от новых повреждений.

Оно полностью повторяет природную структуру эмали, насыщает ее минералами и блокирует размножение бактерий. Теперь можно забыть о сверлах и пломбах. Российская разработка сделает зубы практически вечными, и визиты к стоматологу станут приятной формальностью.

Кадр из программы "Наука и техника", РЕН ТВ

"Гидроксиапатит кальция – он в основе минеральной составляющей твердых тканей человеческого организма. Это зубы, это кости. У нас на кафедре разработана технология синтеза нанокристаллического ядра гидроксиапатита с использованием биогенного источника кальция. Это скорлупа яиц", – пояснил заведующий кафедрой физики твердого тела и наноструктур Воронежского государственного университета Павел Середин.

Как долго прослужит искусственная эмаль, вскоре покажут клинические тесты. Но самый главный вопрос: когда стоматологическая новинка поступит в продажу и встанет на вооружение передовых дантистов страны?

"Мы провели, на самом деле, доклинические испытания, которые по всем факторам показали пригодность наших материалов для осуществления прямого применения в качестве средств профилактики и защиты эмали зубов", – заявил доцент кафедры физики твердого тела и наноструктур Воронежского государственного университета Дмитрий Голощапов.

Инновационные материалы будущего сделают более долговечными не только запчасти автомобиля, но и детали человеческого тела – забарахливший мотор или захромавшую ходовую часть. Не за горами то время, когда мы сами станем подобны стальной машине. А если в организме что-то заржавеет, на помощь придут наука и техника.