Группа химиков Санкт-Петербургского университета провела исследования и выявила катализаторы, которые при добавлении к силикону придают ему новые свойства: материал начинает светиться в темноте, а его термоустойчивость повышается до 320 °С. Разработка ученых СПбГУ поможет усовершенствовать системы терморегуляции на космических аппаратах, а также защитить подводные части кораблей.
Результаты исследований опубликованы в журнале Королевского химического общества Великобритании Catalysis Science and Technology.
Сегодня силиконовые материалы используют в самых разных сферах: от кухонной утвари (например, форм для запекания) до военной промышленности и авиастроения. Одной из важнейших характеристик материала является высокая термоустойчивость. Разработанные университетскими учеными катализаторы позволяют заметно улучшить это свойство силиконов, а значит — повысить качество любой конечной продукции.
«При комнатной температуре исходные силиконы, как правило, находятся в жидком состоянии, а для их отверждения требуется добавка катализатора, — рассказал старший преподаватель СПбГУ, руководитель проекта РФФИ, направленного на создание новых высокоэффективных каталитических систем, кандидат химических наук Михаил Кинжалов. — Как правило, в промышленности для этого используют комплексы платины, но они приводят к мгновенному отверждению силикона. Чтобы замедлить процесс, нужны дополнительные вещества, однако в итоге силиконы все равно получаются с относительно низкой термической устойчивостью».
Чтобы изменить ситуацию, мы разработали принципиально новый состав катализаторов на основе комплексов иридия. Теперь отверждение происходит не мгновенно. К тому же нам удалось повысить термическую устойчивость образующегося силиконового покрытия до 320 °С, что на 120 °С выше, чем для аналогичных силиконовых материалов, полученных с использованием прежнего катализатора.
Как отметила доктор химических наук, профессор СПбГУ Регина Исламова, еще одна уникальная особенность новых силиконовых материалов заключается в том, что они люминесцируют. Это свойство дает возможность быстро и бесконтактно определять толщину силиконового покрытия по всему объекту и оперативно выявлять его недостатки — участки со слоем недостаточной толщины или вовсе лишенные покрытия. Полученные силиконы можно, в частности, использовать в качестве основы специальных покрытий для пассивных систем терморегуляции космических аппаратов.
Напомним, что силиконовые покрытия применяются в качестве защитных слоев в военной, медицинской, автомобильной, космической промышленности и многих других сферах. Они эффективно защищают оборудование от различных проявлений влаги (дождя, пара, конденсата, сырости, соленой или хлорированной воды), препятствуют образованию плесени на контактах, обеспечивают защиту от пробоев изоляции и значительно увеличивают срок службы электрооборудования.
К тому же с помощью силиконовых покрытий удается защитить подводные части кораблей от негативного воздействия обитателей водной среды. Нанесенный силикон препятствует обрастанию водорослями и микроорганизмами, а также увеличивает срок эксплуатации материалов. Кроме того, в нем отсутствуют токсические вещества, и он абсолютно безвреден для жителей водоемов.
