В Московском авиационном институте (МАИ) разработан метод повышения прочности и долговечности полимерных композитов, используемых в конструкциях воздушных судов. Метод основан на добавлении углеродных нанотрубок — полых цилиндров длиной до нескольких десятков микрометров. Углеродные нанотрубки предотвращают развитие трещин в материале, действуя как стопоры. При возникновении трещины она либо обходит нанотрубку, увеличивая траекторию, либо останавливается.
Для равномерного распределения нанотрубок, склонных к агломерации, применён двухэтапный процесс смешивания с эпоксидной смолой, армированной углеродными волокнами. На первом этапе в специальной ванне генерируются ультразвуковые волны, создающие микроскопические вихри, разрушающие комки и распределяющие нанотрубки. На втором этапе состав перемешивается с основным объёмом связующего с помощью миксера.
При концентрации нанотрубок 0,05% от общей массы материала усталостная прочность образцов повысилась на 45%, а устойчивость к повторяющимся нагрузкам увеличилась в три раза. Добавление такого количества не влияет на вес изделия и минимизирует дополнительные затраты на производство.
Работы выполнены на кафедре 101 «Проектирование и сертификация авиационной техники» МАИ. Автор проекта — инженер научно-исследовательского отдела Сергей Ковтунов.
В настоящее время изучается применение метода для повышения качества ремонта авиационных конструкций, в том числе для упрочнения клеевых соединений ремонтных заплаток. Исследования проводятся в сотрудничестве с одним из опытно-конструкторских бюро авиационной промышленности. В перспективе технология может быть использована в автомобилестроении, машиностроении и судостроении.