В «Сириусе» участники научно-технологической программы «Большие вызовы» из Москвы, Рыбинска, Смоленска, Череповца и Петербурга работают над созданием трехслойного сэндвич-композита. Помогают им в этом молодые ученые, специалисты кафедры наноструктурных, волокнистых и композиционных материалов им. А.И. Меоса СПбГУПТД Ольга Гладунова и Наталья Лукичева.
В ходе работы над проектом школьники создали образцы трехслойных стеклонаполненных сэндвич-композитов с синтактным заполнителем. Реализация проекта позволит приблизиться к решению целого ряда проблем: импортозамещения в судостроении, повышения срока безремонтной эксплуатации кораблей и подготовки профильных специалистов в области композитных материалов.
Руководитель проекта, старший преподаватель кафедры наноструктурных, волокнистых и композиционных материалов имени А.И. Меоса СПбГУПТД Наталья Лукичева:
«Композиты – это перспективные материалы, разработка которых включена в целый ряд критических технологий в нашем государстве, потому что с их помощью можно создавать материалы с заранее заданными свойствами. То есть получать именно то, что нужно нам, заказчику, потребителю. Знакомить с композитами можно и нужно уже со школьной скамьи, тем самым, возможно, мы вырастим специалистов, которых так недостает композитной отрасли».
Основная задача проекта – разработать новый импортозамещающий композитный материал, чтобы его можно было использовать для замены металлических деталей и конструкций в судостроении. Сегодня большинство судов имеют в основе металл, который часто коррозирует. В «Сириусе» в рамках направления «Новые материалы» школьники под руководством ученых Университета ПромТехДизайн провели эксперимент: металлический гвоздь и полимерный композит погрузили в морскую воду. Через два дня гвоздь покрылся ржавчиной, а композитный брусок остался невредимым. То же самое происходит и с металлическими конструкциями кораблей. Из-за коррозии их долговечность снижается, чаще требуется ремонт. Ремонтные работы в судостроении обходятся дорого и занимают много времени. Если металл заменить на полимерные композиты, то многих технических и экономических проблем можно избежать. Речь идет об элементах надстройки, дверях, люках, стеновых панелях, палубах, которые можно изготавливать из композитных материалов, внутри которых будет газонаполненный слой. Сами композиты создаются преимущественно из отечественных материалов – эпоксидной смолы и полых стеклянных микросфер.
Помимо отсутствия коррозии, композиты имеют еще ряд важных преимуществ над металлом.
«Мы хотим сделать и показать образцы материалов, мини-модель корабля, которую выполним из композитов. Их применение актуально для судостроения. Согласно аналитическим данным, каждый год около 10 процентов металла безвозвратно утекает в океан из-за коррозии, металлические детали имеют сварные швы, которые дополнительно создают дефекты поверхности. А еще композиты биоинертны, то есть к кораблю не будут прилипать моллюски и портить его поверхность», – рассказывает участница проекта Алина Гаязова.
По завершении научно-технологической программы «Большие вызовы» исследования школьников могут быть доработаны и переданы в отдел опытного производства АО «Средне-Невский судостроительный завод» для оценки возможности их дальнейшего использования.