Чудо-материал высшего класса: в РФ создали углеволокно для космической отрасли

Инновационный материал тестируют сейчас ученые Росатома, им удалось разработать углеволокно с уникальными свойствами. Оно практически не деформируется при перепадах температур, в отличие от большинства металлов, при этом достаточно прочное для использования в космической отрасли. Как удалось добиться такого результата, в сюжете РЕН ТВ рассказал корреспондент Павел Проломов.

Нить за нитью вещество, внешне похожее на черную паутину, появляется из специального устройства – экструдера. Этот пластичный каменноугольный гель ученые называют расплавом мезофазного пека, он используется как исходный материал для создания инновационного углеволокна. Это только первый этап производства. Дальше, чтобы придать веществу нужные свойства, приступают к термообработке.

"Здесь материал достигает температуры полутора тысяч градусов Цельсия, когда происходят его структурные изменения. Для достижения максимальных характеристик модуля упругости и теплопроводности необходимо проводить термообработки при более высоких температурах – это процессы графитации, которые проходят уже с температурой до трех тысяч градусов Цельсия", - объяснил начальник управления углеродных композиционных материалов химико-технологического кластера Росатома Андрей Карпов.

На выходе получается углеродный материал с уникальными свойствами, ключевое из которых – высочайшая теплопроводность. Материал минимально деформируется при колоссальных перепадах температуры, имеет высокий модуль упругости и хорошо отводит тепло от себя. По своим свойствам это углеволокно максимально похоже на графит.

"А какие свойства монокристалла графита? Это теплопроводность на уровне тысячи ватт на метр-кельвин. Это практически в три раза выше, чем у меди, а медь считается самым теплопроводящим материалом. Плюс к этому, в отличие от меди, они выдерживают хорошо температуру до трех тысяч градусов Цельсия. Например, медь около тысячи градусов Цельсия уже расплавится и перейдет в жидкий металл", – объяснил начальник управления функциональных материалов химико-технологического кластера Росатома Егор Данилов.

Уникальные свойства этого углеволокна будут востребованы при создании целого ряда космических устройств: солнечные паруса, спутниковые антенны и рефлекторы для них. Материал также идеально подойдет для создания корпусов орбитальных станций и спутников. И это еще не все: в перспективе эта ячейка панели из уникального углеволокна может стать частью космического корабля. За счет высокой теплопроводности материал отлично отводит и излучает тепло в открытый космос, что позволит эффективно остужать двигатели космического судна.

Чудо-материал наивысшего класса, разработанный учеными Росатома, не имеет аналогов в России, а в мире производится только в Японии. Там потратили почти 40 лет, чтобы придать веществу нужные свойства. Нашим ученым понадобилось всего три с половиной года.

"Одна из наших целей как раз – привлечь внимание к тематике для того, чтобы консолидировать экспертное сообщество. Для того, чтобы обозначить, насколько стратегически важно это волокно, найти финансирование уже для создание промышленного производства", – добавил заместитель директора по науке и инновациям химико-технологического кластера Росатома Артур Гареев.

При достаточных инвестициях потребуется от трех до пяти лет, чтобы лабораторные образцы стали продуктом массового производства. Это станет огромным вкладом в импортозамещение и совершит революцию сразу в нескольких отраслях – аэрокосмической, атомной и энергетической.