Российские учёные из Санкт-Петербурга и Челябинска разработали уникальные самовосстанавливающиеся силиконовые материалы, которые могут использоваться в качестве защитной изоляции от электрических пробоев. Эти материалы способны «залечивать» повреждения без внешнего вмешательства, восстанавливая свою структуру спустя всего сутки после разреза — даже при комнатной температуре.
В основе разработки — металлополимерные комплексы на основе пиридинсодержащих соединений кремния. Взаимодействие этих соединений с атомами переходных металлов (таких как никель, железо и кобальт) позволяет варьировать свойства материала — от гелеобразного до эластичной плёнки. После высушивания образуется гибкая защитная оболочка, пригодная для использования в системах электроснабжения и электронной технике.
Исследование показало, что внутри внешне гидрофобного материала формируется своеобразная внутренняя структура — сеть из водных кластеров, гравитирующих к ионам никеля. Эти кластеры, соединённые между собой цепочками из 1–2 молекул воды, могут транспортировать ионы и обеспечивать динамическую перестройку материала, особенно после повреждений. Это делает силикон не только восстанавливающимся, но и «умным» с точки зрения внутренней микроархитектуры.
В рамках проекта учёные Южно-Уральского государственного университета разработали специальную установку, позволяющую моделировать электрический пробой и изучать поведение материала после воздействия. Исследуются также диэлектрические характеристики при наличии дефектов, таких как пузырьки, что крайне важно для практического применения в электросетях.
Проект получил поддержку международного научного сообщества и уже был опубликован в престижном научном журнале.