Self-healing Materials for Solving Functional Problems in Space Technology

В работе рассмотрены достижения последних лет в области проектирования и изготовления искусственных самовосстанавливающихся материалов и композиционных систем, которые могут быть использованы в качестве защиты от повреждающих факторов внешней среды. Рассмотрены принципы самозалечивания в искусственных материалах и прототипы таких материалов, имеющих потенциал применения в космической технике. Особое внимание уделено полимерным материалам с динамически подвижными молекулярными связями и композитным материалам с внутренними наполнителями, осуществляющими процессы самозалечивания. Отмечено, что слоистая структура композитного материала с внутренним вязкотекучим наполнителем, за счёт направленного массопереноса вязкотекучего компонента и его консолидации в области дефекта, способна быстро восстанавливать герметичность материала после сквозных повреждений. Продемонстрированы лабораторные прототипы самозалечивающихся материалов, среди которых выделяются слоистые композитные материалы, способные самостоятельно восстанавливать герметичность менее чем за секунду, что открывает перспективы их использования в надувных конструкциях для защиты от утечек внутренней атмосферы. The paper considers the achievements of recent years in the design and manufacture of artificial self-healing materials and composite systems that can be used as protection against damaging environmental factors. The principles of self-healing in artificial materials and prototypes of such materials that have the potential to be used in space technology are considered. Particular attention is paid to polymeric materials with dynamically mobile molecular bonds and composite materials with internal fillers that carry out self-healing processes. It is noted that the layered structure of a composite material with an internal viscous filler, due to the directed mass transfer of the viscous component and its consolidation in the defect area, is able to quickly restore the tightness of the material after through damage. Laboratory prototypes of self-healing materials have been demonstrated, among which layered composite materials stand out that can independently restore tightness in less than a second, which opens up prospects for their use in inflatable structures to protect against leakage of the internal atmosphere.