Новосибирские ученые создали композиционный материал, предотвращающий взрывы

В Центре НТИ НГУ разработали технологию смешивания полиэтилена с многостенными углеродными нанотрубками для придания полимеру электропроводящих свойств

Сотрудники Центра компетенций Национальной технологической инициативы на базе Новосибирского государственного университета НГУ (Центре НТИ НГУ) разработали инновационный способ приготовления полимерного материала, обладающего электропроводящими свойствами, и в 2025 году НГУ получил патент РФ на изобретение на новый способ. Проект профинансирован Фондом НТИ.

Как показали исследования научных сотрудников Центра, добавление в структуру полиэтилена (ПЭ) многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ) (сверхтонких и прочных структур, способных проводить электрический ток) существенно меняет его свойства. При этом требуется достаточно небольшое содержание МУНТ, от 0,05 до 0,5%, равномерно распределенное в порошке полимера.

Смешивание проводится в специальном роторном смесителе, позволяющем добиться высокой однородности материала без повреждения структуры углеродных нанотрубок. После этого полученную смесь подвергают формовке, получая готовые изделия с заданными характеристиками.

Старший научный сотрудник Центра НТИ по новым функциональным материалам Дмитрий Чебочаков подчеркнул, что материал, полученный по новой технологии, продемонстрировал стабильную электропроводность, соответствующую требованиям ГОСТа по электростатической безопасности.

Технология имеет ряд преимуществ в сравнении с ранее применявшимися решениями. Предшествующие технологии либо не обеспечивали достаточной проводимости, либо требовали сложных способов изготовления (например, с помощью экструдера). Также добавляемые наполнители, такие как технический углерод, могли ухудшать прочность и герметичность материала. Новая методика позволяет снизить объем добавок, сохранить прочность и надёжность изделий, сделать их безопасными и технологичными одновременно.

Дмитрий Чебочаков, старший научный сотрудник Центра НТИ:
«Конечно, основным назначением мы видим промышленное – производство емкостей для хранения, более дешевых и долговечных, чем, скажем, металлические, но при этом безопасных с точки зрения пожаров и взрывов из-за накопления статического электричества. Но этим области применения не ограничиваются. Например, использование этого материала при производстве элементов интерьера, мебели и объектов городской инфраструктуры (лавочек, детских площадок, арт-объектов) предотвращает накопление статического электричества. В результате поверхность изделий становится приятнее на ощупь, а также меньше притягивает пыль».

В настоящее время идут переговоры с потенциальными индустриальными партнерами о лицензировании технологии с целью запуска промышленного производства изделий из электропроводящего полимера. Но для широко внедрения новой технологии предстоит решить и юридические задачи. В частности, внести изменения в ГОСТы, которые запрещают использовать любые емкости из ПЭ для хранения целых классов веществ и материалов (например, ГСМ на автозаправочных станциях). Но, учитывая преимущества материала, разработчики считают эту задачу вполне решаемой в обозримой перспективе.

Nsu.ru.