סדקים המתקנים את עצמם – חומרים מרוכבים של הדור הבא

מכיוון שהמהנדסים חוששים מקבלת סדקים, הם בונים כיום חלקי מטוסים חזקים יותר, ועל-כן כבדים יותר, הרבה מעבר למידה ההכרחית כך שהם יכולים לאבד עד ארבעים אחוזים מחוזקם במהלך השימוש. פתרון הבעיה מבלי להכביד תאפשר גם לחסוך דלק

התקדמות חשובה להכנת חומרים המסוגלים לעכב יצירת סדקים ואף להביא לתיקון עצמי שלהם התרחשה תודות למיזם חדש משותף של חוקרים מאוניברסיטת בריסטול בבריטניה והקולג' המלכותי בלונדון.

המחקר החדש יתמקד בחומרים מרוכבים מבוססי-פולימר של סיבי-פחמן המורכב משילוב של סיבים חזקים ונוקשים עם פולימרים להכנת חומרים חזקים, יציבים וקלי-משקל. חומרים אלו חשובים ביותר בתעשיות הרכב והחלל המשתמשות בסיבי-פחמן לייצור כנפי-מטוסים, להבי-רוטור של מסוקים וגוף האוניה.

אולם, השימוש והפיתוח של חומרים מרוכבים מוגבל בשל החשש שהם מועדים לפגמים ונזקים. ד”ר Emile Greenhalgh מהמרכז לחומרים מרוכבים בקולג' המלכותי בלונדון מסביר כי בשל כך, יישומים נוכחיים משתמשים בחלקים כבדים מאוד המובילים לצריכת דלק מוגברת: “מכיוון שהמהנדסים חוששים מקבלת סדקים, הם בונים כיום חלקי מטוסים חזקים יותר, ועל-כן כבדים יותר, הרבה מעבר למידה ההכרחית כך שהם יכולים לאבד עד ארבעים אחוזים מחוזקם במהלך השימוש. זה אומר שיש צורך בכמות גבוהה יותר של דלק לשם המראתם ומעופם של מטוסים ליעדם, כך שהשפעת התעופה על הסביבה מזיקה יותר,” הוא אומר.

המטרה של המחקר החדש הינה הפיתוח של חומרים מרוכבים “בתכנון אישי” אשר מונעים את ההתפתחות של הסדקים ואף מביאים לתיקון עצמי שלהם ואשר יוכלו לשמש כחומרי-בנייה אמינים, קלים יותר ובטוחים יותר לייצור מטוסים, רכבות, מכוניות ואוניות חסכניים בדלק.

לשם השגת מטרה זו, הצוות יחדיר חומרים אשר יסיטו את נתיב ההיסדקות המקורי וייספגו את אנרגיית השבירה הנובעת ממנה. ברגע שהסדקים ייעצרו החוקרים ישתמשו בחומרים אשר “ידממו ויתקרשו” תוך כדי תיקון הסדקים ושחזור מרבית מחוזקו המקורי של החומר.

מסביר אחד מהחוקרים: “הטבע משמש כמקור השראה נרחב לשיפור התכנון והעיצוב של מבנים יעילים יותר. בנוסך לחוזק ולקשיות, תכונות כגון צְפִידוּת ותיקון עצמי נפוצות מאוד בקרב מגוון חומרים ביולוגיים, רבים מהם מרוכבים. מיזם זה מתכוון להסביר וליישם מגוון גישות חדשניות לקידום פריצת דרך בביצועיהם של חומרים מרוכבים מתקדמים”.