Sok pozitívumot lehet elmondani a széles körben használt szénszálakról: nagyon erősek, könnyűek, merevek, hő- és vegyszerállók. Sok olyan helyen használják ezeket, például repülőgépeknél, versenyautóknál, ahol nem lehet kompromisszumot kötni a biztonsággal. Éppen ezért a mai napig komolyan vizsgálják az ilyen anyagokat, és most történt valami érdekes. Ausztrál kutatók váratlanul olyasmire bukkantak, ami megmagyarázhatja az ugyancsak szénszálakból készült Titan merülőhajó 2023-as tragédiáját.
A Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) és a Monash Egyetem gépész- és repülőgépmérnökei szénszálakon végeztek stresszteszteket. Arra voltak kíváncsiak, milyen hatással vannak a különböző szénszálas kialakításokra az időjárás viszontagságai. Meglepődve tapasztalták, hogy nem az öregítési hőmérséklet (amelyen azért tartják az anyagot, hogy figyeljék a szilárdságának és a keménységének hőmérsékletfüggő változásait), de még csak nem is a páratartalom a legfontosabb, hanem az, hogy mennyi nedvességet vesz fel végül az anyag – mondat Katherine Grigoriou, a Monash repülőgépipari kutatója.
Kísérleteik során háromféle szénszálas anyagot használtak a kutatók: teljesen 90 fokos, illetve 45 fokos szögben szőttet, és a kettő keverékét. 60 és 80 Celsius-fok közötti hőmérsékletnek, valamint 90 százalékos és 100 százalékos relatív páratartalomnak tették ki a mintákat, majd röntgen komputertomográfiával és pásztázó elektronmikroszkóppal elemezték a mikroszerkezeti károsodásokat. Kiderült, hogy legjobban a keverten szövött minták teljesítettek, míg a legrosszabbul a 45 fokos szögben szőttek.
https://hvg.hu/tudomany/20230627_titanic_titan_tengeralattjaro_merulohajo_baleset
A végső károsodást, a szerkezeti hibák súlyosságát azonban az határozta meg, hogy mennyi nedvességet vettek fel az anyagok. „Megfelelően kell érteni és szabályozni az anyag nedvességtartalmát” – mondta Grigoriou, hozzátéve, hogy ha a szakemberek megértik, hogy hogyan halmozódik fel a nedvesség egy kompozit szerkezetben, akkor sokkal megbízhatóbban tudják megjósolni, hogyan fog az anyag teljesíteni sok éven át.
Ez a kutatási eredmény a Titan tengeralattjáró katasztrófájának vizsgálatára is hatással lehet. Ez volt ugyanis az első mélytengeri jármű, amelynek hajóteste főként szénszálakból készült. Viszont nem vették figyelembe a víz hatását a kompozitban lévő gyantára (epoxi). A víz mikrosérüléseket okoz, gyengíti a kötést a szálak között, és hosszú távon csökkenti a szilárdságot. Ez hatványozottan igaz a tengeralattjárók esetében, ahol folyamatos a nedvesség.
A Titan balsikerű küldetésének persze nem csupán ez lehetett az oka, viszont ettől függetlenül át kell gondolni a szénszál tengeralattjárókban való felhasználásának ötletét.
