Проблемы и возможности самовосстанавливающихся полимеров и устройств для экстремальных и агрессивных сред

Конструкционные материалы и устройства могут повреждаться в течение срока службы вследствие механической усталости, проколов, электрического пробоя и электрохимической коррозии. Такие повреждения могут приводить к неожиданным отказам в процессе эксплуатации, требуя регулярного контроля, ремонта и замены изделий и вызывая дополнительные затраты энергии и средств. При эксплуатации в сложных, экстремальных или агрессивных условиях, например при высоких или низких температурах, а также в ядерной энергетике, на морских объектах, в космосе и в глубоких горных выработках, чрезвычайно важны прочность и стабильность материалов и устройств. В последние десятилетия значительные усилия были направлены на повышение прочности и стабильности материалов посредством конструктивного проектирования, внедрения новых химических составов и совершенствования производственных процессов. Вдохновленное природными системами создание самовосстанавливающихся материалов потенциально способно преодолеть эти проблемы и обеспечить динамический ремонт в процессе эксплуатации. Современные исследования самовосстанавливающихся полимеров все еще находятся на начальной стадии, а самовосстановление в жестких и экстремальных условиях представляет собой особенно малоизученное направление. В статье рассматриваются механизмы самовосстановления и эксплуатационные характеристики материалов в различных агрессивных средах. Также представлен обзор устройств на основе полимеров, разработанных для эксплуатации в широком спектре сложных условий, и обозначены направления дальнейших исследований.