ZNANOST: hrvatski znanstveni portal

Jak napon može uzrokovati oštećenja na plastici

Tim znanstvenika sa Duke sveučilišta prvi put je dokazao kako se mekani polimeri, poput izolacije na žicama, mogu rastopiti pod djelovanjem električne struje. Znanstvenici već desetljećima znaju da deformacije mogu potaknuti raspad strukture polimera, ali sam proces nikada nije viđen.

Kroz niz pokusa, inženjeri sa sveučilišta Duke prvi su put, na mikroskopskoj razini, uspjeli snimiti proces raspada strukture polimera pod djelovanjem sve jačeg napona. Danas nas polimeri doslovno okružuju. Najčešće se koriste i kao zaštita vodiča i kondenzatora.

Rezultati ovog istraživanja mogli bi potaknuti razvoj novih materijala, koji bi se mogli bolje nositi s jakim električnim strujama. Takvi bi materijali mogli naći svoje mjesto i u naglo rastućem području alternativnih izvora energije. "Mi već dugo znamo da bi se današnji polimeri mogli oštetiti pod djelovanjem jakog napona", navodi Xuanhe Zhao, profesor asistent na Pratt fakultetu strojarstva, koji radi u sklopu sveučilišta Duke. On je i nadgledao niz pokusa koje je proveo student Qiming Wangu, rezultate kojih je objavio na internetskom izdanju znanstvenog časopisa Physical Review Letters. "Sada možemo promatrati cijeli proces raspada strukture polimera i to u realnom vremenu."

 Tim s Dukea nanio je na površinu mekanog polimera dodatni sloj krutog polimera, odnosno zaštitni supstrat, koji je omogućio promatranje procesa deformacije, bez da je na njega sam utjecao. Polimer sa zaštitnim slojem potom je podvrgnut djelovanju napona različite jačine. Raspad je dokumentiran na kameri mikroskopa.

"Proces je vrlo sličan dizanju tijesta, tijekom kojeg može doći do urušavanja zbog sve veće napetosti u strukturi, a odgovoran je za kvarove brojnih električnih instalacija. Kada napon naraste na kritičnu vrijednost dolazi do pojave nabora u strukturi polimera. Pod još jačim naponom, nabori rastu i postaju slični kraterima i uzrokuju urušavanje strukture. Taj je proces odgovoran za mnoge kvarove električnih instalacija zaštićenih mekanim polimerima", objašnjava Zhao.

Zaštitni sloj razvijen posebno za potrebe eksperimenta nije samo omogućio promatranje stvaranja nabora i kratera. On bi mogao biti i osnova za razvoj novih izolacijskih kabela koji će mnogo bolje štititi vodiče električne struje.

Izvor: Duke University

Podijeli.