Челябинские ученые придумали самоочищающийся бетон

Южноуральские ученые разрабатывают «умные» материалы нового поколения, которые служат долго и «сами себя лечат». Благодаря участию ЮУрГУ в программе «Приоритет-2030» были открыты две лаборатории, закуплено программное обеспечение, которое позволит сделать прорыв в создании материалов.

Один из примеров — самоочищающийся бетон. Научные сотрудники уже получили лабораторные образцы биодобавки в состав бетона, благодаря которой станет возможным самоочищение и самовосстановление материала. Также был найден штамм бактерий для создания такой добавки. По прогнозам, это повысит долговечность, надежность и безопасность возводимых зданий из бетона. Испытания добавки в заводских лабораториях дала обнадеживающие результаты.

Сродни такому бетону и создаваемые в вузе диэлектрические материалы с эффектом самозалечивания. Ученые ЮУрГУ с коллегами из Санкт-Петербургского госуниверситета разрабатывают новые чудо-материалы, испытывают новые составы полимеров, которые позволили бы решить эту проблему.

Не менее интересное ноу-хау — легкие и сверхпрочные композитные материалы для авиации, которые заменят сталь.

Наши учеными вместе с исследователями Левенского католического университета (Бельгия) разработали гибридные углепластики с уникальными свойствами. Высокопрочные волокнистые композиты могут стать прорывом в авиа- и двигателестроении. Такие материалы обладают эффектом псевдопластичности, что позволяет снизить чувствительность к напряжению и повысить нагрузки. Научным партнером выступает Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н. Жуковского.

«Планируем сконструировать комплекс расчетных моделей, методик оценки прочности таких конструкций, — прокомментировал профессор Сергей Сапожников. — Инновационные технологии обеспечат создание нового поколения композитных изделий для авиационной и двигателестроительной отраслей. Их способность выдерживать нагрузки возрастет на 10-20 %».

Южноуральские ученые в рамках импортозамещения также создают нержавеющую сверхпрочную сталь для подводной добычи нефти и газа. Они в партнерстве с Московским техническим университетом гражданской авиации и Университетом им. Бен-Гуриона (Израиль) разрабатывают состав и технологию изготовления феррито-аустенитной стали типа Super Duplex 25CR. Ее впервые в России произведет промышленный партнер вуза Златоустовский металлургический завод. До конца 2022 года планируют получить первые экспериментальные партии суперстали. Кроме того, исследователи создают высокоэнтропийные покрытия, самокалибрующийся термодатчик и сплавы для двигателей внутреннего сгорания. Уже в проекте и разработка цифровых двойников материалов для прогнозирования их свойств.

По словам профессора кафедры «Физика наноразмерных систем» Александра Мирзоева, одна из проблем материаловедения — высокая стоимость экспериментов, требующих дорогостоящего оборудования. Наши ученые придумали, как сократить расходы, на это нацелен «компьютерный геном сталей и сплавов». Они создают новые материалы, прогнозируя их свойства методом компьютерного моделирования, рассчитывают механическую прочность, стойкость сталей к сверхнизким температурам и радиации.