Специалисты Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ представили датчик для измерения ударных волн, скорость реакции которого в 10 раз превышает показатели коммерческих аналогов. Разработка способствует созданию более совершенных гиперзвуковых летательных аппаратов и повышению безопасности промышленных объектов.
Для создания датчика ученые разработали новый композитный материал на основе поливинилиденфторида (ПВДФ) и керамики MAX-фазы. Этот материал сочетает гибкость полимера с прочностью и термостойкостью керамики.
«MAX-фазы – это удивительный класс материалов. Их уникальная слоистая структура, сочетающая прочность керамики и проводимость металлов, сделала этот прорыв возможным», – рассказал главный научный сотрудник Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ Александр Сюй.
Композитная пленка толщиной 90 мкм сохраняет работоспособность при температурах выше 350°C. Испытания в сверхзвуковой ударной трубе при скоростях до 1,77 Маха показали время отклика датчика 33 микросекунды, что почти на порядок быстрее коммерческих аналогов (около 270 мкс).
«Интеграция MAX-фазы обеспечила необходимую структурную целостность. В результате мы получили сенсор, который не только выдерживает экстремальные условия, но и реагирует на них значительно быстрее», – пояснил первый автор исследования, аспирант МФТИ К. Заман Хан.
Разработка представляет интерес для аэрокосмической отрасли и систем промышленной безопасности. Исследование выполнено при поддержке Министерства науки и высшего образования России.
