В «Сириусе» участники научно-технологической программы «Большие вызовы» из Москвы, Рыбинска, Смоленска, Череповца и Санкт-Петербурга работают над созданием трехслойного сэндвич-композита. Его особенная черта – использование в составе преимущественно отечественных материалов. В ходе работы над проектом школьники создадут образцы трехслойных стеклонаполненных сэндвич-композитов с синтактным заполнителем. Реализация проекта позволит приблизиться к решению целого ряда проблем: импортозамещения в судостроении, повышения срока безремонтной эксплуатации кораблей и подготовки профильных специалистов в области композитных материалов.
Основная задача проекта – разработать новый импортозамещающий композитный материал, чтобы его можно было использовать для замены металлических деталей и конструкций в судостроении. Сегодня большинство судов имеют в основе металл, который часто коррозирует. В «Сириусе» в рамках направления «Новые материалы» школьники провели эксперимент: металлический гвоздь и полимерный композит погрузили в морскую воду. Через два дня гвоздь покрылся ржавчиной, а композитный брусок остался невредимым. То же самое происходит и с металлическими конструкциями кораблей. Из-за коррозии их долговечность снижается, чаще требуется ремонт. Ремонтные работы в судостроении обходятся дорого и занимают много времени. Если металл заменить на полимерные композиты, то многих технических и экономических проблем можно избежать. Речь идет об элементах надстройки, дверях, люках, стеновых панелях, палубах, которые можно изготавливать из композитных материалов, внутри которых будет газонаполненный слой. Сами композиты создаются преимущественно из отечественных материалов – эпоксидной смолы и полых стеклянных микросфер.
Помимо отсутствия коррозии, композиты имеют еще ряд важных преимуществ над металлом.
«Композиты – это перспективные материалы, разработка которых включена в целый ряд критических технологий в нашем государстве, потому что с их помощью можно создавать материалы с заранее заданными свойствами. То есть получать именно то, что нужно нам, заказчику, потребителю. Знакомить с композитами можно и нужно уже со школьной скамьи, тем самым, возможно, мы вырастим специалистов, которых так недостает композитной отрасли», – рассказала руководитель проекта, старший преподаватель кафедры наноструктурных, волокнистых и композиционных материалов имени А.И. Меоса Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна Наталья Лукичева.
Под руководством наставников участники программы изучают все этапы создания данных материалов.
«Мы хотим сделать и показать образцы материалов, мини-модель корабля, которую выполним из композитов. Их применение актуально для судостроения. Согласно аналитическим данным, каждый год около 10 процентов металла безвозвратно утекает в океан из-за коррозии, металлические детали имеют сварные швы, которые дополнительно создают дефекты поверхности. А еще композиты биоинертны, то есть к кораблю не будут прилипать моллюски и портить его поверхность», – рассказывает участница проекта Алина Гаязова из Москвы.
Еще одна участница программы, Майя Скородина из Москвы, отметила, что работа над проектом позволила ей прокачать навыки проектной работы и систематизировать знания.
«До “Сириуса” я просто создавала свой проект путем проб и ошибок, мешала компоненты и не думала о том, что внутри происходит. А здесь же нам рассказывают о химических процессах изнутри: какие есть реакции, какие материалы лучше компоновать друг с другом, здесь очень глубокое изучение композитов», – поделилась Майя Скородина.
По завершении научно-технологической программы «Большие вызовы» исследования школьников могут быть доработаны и переданы в отдел опытного производства АО «Средне-Невский судостроительный завод» для оценки возможности их дальнейшего использования.
