Ученые Южно-Уральского госуниверситета совместно с коллегами из Санкт-Петербурга разработали изоляционные материалы на основе полисилоксанов, считающихся одними из наиболее гибких, биоинертных, атмосферостойких полимеров с высокими электроизоляционными свойствами. Но самое интересное: они способны к самозалечиванию повреждений при пробоях электрическим током.
Образцы новых полимеров с разными составами синтезируют в Санкт-Петербурге и испытывают в лаборатории в Челябинске, подавая на разделенные диэлектриком контакты высокое напряжение.
— Важно, чтобы, после того как произошел пробой, регенерация поврежденного участка материала после снятия повышенного напряжения протекала без участия человека и оборудование продолжало работать в штатном режиме, — рассказывает доцент кафедры "Электрические станции, сети и системы электроснабжения" ЮУрГУ Михаил Дзюба. — Изучение механизмов восстановления материала при электрических повреждениях в дальнейшем поможет прогнозировать показатели самозалечивания изоляции при эксплуатации и регулировать ее свойства.
В новом диэлектрике образовавшаяся при электрическом пробое или зарождении дефекта газовая полость схлопывается, устраняя микроповреждение, — материал возвращается к первоначальному состоянию. Восстановление свойств изоляции происходит в считанные секунды, процесс самозалечивания может занимать до двух суток. Но на этапе исследований важно просчитать параметры процесса для разных условий эксплуатации, чтобы не допустить развития дефекта и его перехода в электрическую дугу, при которой регенерация полимера станет невозможной.
Применять новый материал планируется не только в высоковольтных электроустановках, но и в микроэлектронике, например, в печатных платах, гибких электронных схемах и конденсаторах. При пробое кабеля потребуется просто отключить его от источника питания и подождать некоторое время до восстановления изоляции. Поскольку повреждение "залечивается" без дополнительного вмешательства, появляется возможность избежать ремонта оборудования.
В будущем способность полимера к самовосстановлению ученые намерены опробовать и при изготовлении других полезных изделий.
