Как радиация делает материалы крепче — ученые открыли предел прочности смол

Ученые из Пермского Политеха сделали прорыв в области модификации синтетических материалов: они выяснили, как различные дозы радиационного излучения влияют на прочность и гибкость промышленных полиэфирных смол. Это открытие может существенно изменить подход к созданию материалов, которые используются в сложных и даже экстремальных условиях — от атомной энергетики до космической промышленности.

На пределе возможностей: как работает радиационное упрочнение

Полиэфирные смолы давно зарекомендовали себя как надежный и недорогой материал в промышленности — их применяют в качестве клеев, покрытий, изоляции, ремонтных составов и композитов. Но наука не стоит на месте, и теперь исследователи рассматривают возможность сделать эти смолы еще лучше с помощью направленного радиационного воздействия.

В ходе экспериментов были взяты две популярных марки смол — Kamfest-05И и Kamfest-15VES. Их обрабатывали гамма-лучами с дозировкой от 100 до 10 000 килогрей, а также микроволнами с частотой 2,45 гигагерц. После каждого этапа образцы подвергались механическим испытаниям, чтобы определить предел их прочности.

Результаты показали, что при дозах до 2000 килогрей физико-механические характеристики смол значительно улучшаются. Однако дальнейшее увеличение радиационного воздействия приводит к обратному эффекту — прочность падает. По словам доцента кафедры прикладной физики ПНИПУ Эргаша Нуруллаева, это позволяет точно определить оптимальную дозу для технологического применения. Также выяснилось, что разные составы смол по-разному реагируют на излучение: одни лучше переносят растяжение, другие — изгиб.

Влияние микроволнового излучения оказалось менее предсказуемым. В первые минуты прочность повышается, но при воздействии более 30 минут свойства материала ухудшаются. Тем не менее, именно равномерный нагрев делает микроволны перспективными для ускорения промышленных процессов, особенно в тех случаях, где требуется быстрая полимеризация или контроль формы изделия.

Открытие ученых позволяет не просто улучшать материалы, но и делать это целенаправленно — в зависимости от условий эксплуатации. Смолы, усиленные радиацией, могут стать основой для новых поколений конструкционных материалов, которые будут работать там, где стандартные решения попросту не выдерживают — в условиях радиационной нагрузки, высоких температур и химически агрессивной среды.