Самарские ученые разработали пористые материалы с высокой прочностью

Ученые Международного научно-исследовательского центра по теоретическому материаловедению Самарского политехнического университета создали метод получения новых пористых материалов.

Команда под руководством доктора химических наук, директора центра Владислава Блатова разработала метод построения трех-периодических поверхностей на основе топологического анализа атомных сеток природных кристаллов. С помощью этого метода получено более 200 пористых структур, изучены их механические свойства и выявлены наиболее перспективные варианты. Результаты исследований опубликованы в научном журнале.

Доктор физико-математических наук, заместитель директора центра Александр Крутов объяснил, что исследователи использовали структуры, встречающиеся в природе. Некоторые кристаллы, такие как цеолиты, имеют атомные сетки с выраженными порами. Топологический анализ позволяет выделить трижды периодические поверхности. Изготавливая поверхность конечной толщины из одного материала и заполняя поры веществами с другими характеристиками, ученые получают композитные структуры с разнообразными функциональными свойствами. Благодаря разветвленной структуре материалы обладают большой площадью поверхности.

Кандидат физико-математических наук, младший научный сотрудник центра Михаил Смольков сообщил, что компьютерное моделирование показало широкий диапазон значений упругости и выраженную анизотропию — механические свойства зависят от направления нагрузки. Это позволяет применять такие структуры в различных инженерных решениях. Наиболее перспективные модели изготовили из PLA-пластика методом 3D-печати.

Исследователи провели серию экспериментов, в том числе совместно с кафедрой производства строительных материалов, изделий и конструкций Самарского политеха. Пористую модель заполняли цементом и подвергали нагрузкам. Материал, армированный пластиком, показал высокую прочность. В перспективе это позволит облегчить строительные конструкции с сохранением требуемых механических характеристик.

Кандидат технических наук, инженер центра Михаил Фролов указал на интересный эффект: некоторые пористые структуры имеют прочность на сжатие выше, чем у сплошного материала, из которого они изготовлены. Эффект упрочнения обусловлен геометрией и топологическими свойствами.

Полученные пористые материалы могут найти применение в медицине для костных имплантов. Связная пористая структура позволит кости и кровеносным сосудам прорасти через имплант и встроиться в организм, сообщает пресс-служба СамГТУ.

Читайте также:

• Водителям нужно готовиться к удару: новые штрафы 2026 года окажутся самыми жёсткими за последние годы
• Россиянам раскрыли, как обжаловать штраф, если за рулем автомобиля был другой человек
• Елка на праздники: эти штрафы и наказания грозят за самовольную вырубку ели
• «Произойдет автоматически»: Для кого из россиян повысят пенсии в январе 2026 года
• Что положено пенсионерам, у которых есть дети или внуки: выплаты и льготы