Проблема традиционных нагревателей заключается в том, что они часто перегреваются. В свою очередь, это приводит к возгоранию или поломке. Материал, предложенный учеными РТУ МИРЭА, представляет собой кристаллизующиеся полиолефины (например, полиэтилен) в сочетании с электропроводным техническим углеродом.
При нагревании структура полимера меняется: кристаллические области плавятся, что приводит к резкому росту электрического сопротивления. В этом и заключается эффект саморегуляции, который предотвращает перегрев.
«Саморегулирование — это ключевое свойство наших композитов. Они не просто нагреваются, а чувствуют температуру и адаптируются к ней. Это интеллектуальная система, которая делает нашу жизнь безопаснее и комфортнее»
рассказал один из авторов исследования, профессор кафедры химии и технологии переработки пластмасс и полимерных композитов РТУ МИРЭА Анатолий Марков.
Было обнаружено, что резкий рост сопротивления связан не только с тепловым расширением полимера, как это считалось ранее, но и с деформацией кристаллической фазы.
Разработанные композиты на основе смесей полимеров открывают широкие возможности для практического применения. Они могут быть использованы в различных областях, таких как безопасные бытовые обогреватели, исключающие риск перегрева, промышленные системы с точным контролем температуры и «умная» одежда с функцией подогрева, обеспечивающая комфорт и энергоэффективность. Эта технология способствует повышению безопасности и снижению энергопотребления.
Ученые РТУ МИРЭА планируют продолжить работу над улучшением материала, исследуя его поведение в различных условиях, чтобы создать универсальные решения для медицины, транспорта и авиакосмической отрасли.
Markov A.V., Zverev A.E., Markov V.A. Features of the change in the thermal coefficient of electrical resistance upon heating electrically conductive composites of crystallizable polyolefins with carbon black. Fine Chemical Technologies. 2024;19(5):429-440
