Университет Южной Алабамы и MHP продвигают NASA-технологию ZT-CFRP

Группа профессора Куан-Тин Хсяо в Университете Южной Алабамы (Атланта) недавно разработала ZT-CFRP — инновационный пластиковый композит, обогащенный наночастицами и армированный углеволокнами, изначально поддерживаемый NASA. Финансируемый Национальным научным фондом США (NSF), университет создал исследовательское партнерство для полного раскрытия потенциала передового композита и быстрого вывода ZT-CFRP на широкую сферу.

Помимо университета, пять компаний из разных секторов участвуют: MHP (Атланта, штат Джорджия), Porsche Motorsports (Калифорния), UST Mamiya (Форт-Уорт, Техас), Hexcel Corp. (Стамфорд, Коннектикут) и Toray Composite Materials America (Такома, Вашингтон). MHP сыграет ключевую роль, работая с университетом над поддержкой проектирования рулонно-рулонного производственного процесса ZT-CFRP для крупносерийного дешевого производства. Цель — вывод на рынок к 2024 году.

«Наш коллега д-р Себастьян Кирмзе писал диссертацию в Университете Южной Алабамы и участвовал в исследовании этого композита», — объясняет Тобиас Хоффмайстер, президент и CEO MHP Americas Inc. «Когда Себастьян присоединился к MHP в начале 2020 года, он рассказал о технологии и вовлечил нас. Все были убеждены в значительном потенциале с самого начала».

Пластиковый композит, обогащенный специально ориентированными наночастицами и армированный углеволокнами, обладает рядом выдающихся свойств. Углеволокнистые нановолокна вплетены между обычными углеволокнами в зигзагообразной формировке, создавая ткань, где механические, электрические и тепловые нагрузки распределяются во всех направлениях, значительно повышая проводимость (особенно ортогонально направлению волокна). Университет отмечает: ZT-CFRP не только легче алюминия и прочнее стали, но и значительно менее уязвим к механическим силам, например ударным повреждениям, чем обычные CFRP.

ZT-CFRP будет доступен как препрег-рулон и как тонкая смоляная пленка для оптимизации традиционных препрегов или клеевого соединения двух материалов с улучшенными механическими, тепловыми и электрическими связями и долговечностью.

ZT-CFRP открывает широкий спектр применений: автопром, космос, спорт (гольф). «В авто мы постоянно гарантируем безопасность пассажиров, стремясь снизить вес и энергопотребление», — объясняет д-р Себастьян Кирмзе. «ZT-CFRP может заменить алюминий как материал шасси. С обычными CFRP это было невозможно, особенно для деталей под высокой термической нагрузкой». Аналогично в космических аппаратах. Гольф-клюшки станут легче и мощнее. Д-р Кирмзе добавляет: мультифункциональные свойства расширяют спектр применений, исследуемых в проекте с партнерами.