В 1984 году появились неодимовые магниты (Nd-Fe-B) — самые мощные из существующих. Сейчас они используются в ветрогенераторах, электромоторах и электронике. Но у них есть слабое место: они боятся влаги, соленой воды и перепадов температур. Обычные защитные покрытия — никель-медь-никель, цинк, эпоксидная смола — со временем разрушаются, и магнит выходит из строя.

Команда исследователей из Института перспективных магнитных материалов Ханчжоуского университета под руководством профессора Чжан Сюэфэна и доктора Ши Чжэня придумала, как решить эту проблему. Они создали новое покрытие SLIPS (скользкая жидко-пропитанная пористая поверхность), которое защищает магниты от коррозии, обледенения и даже самовосстанавливается после повреждений.

Результаты опубликованы в издании Small.

Эта технология изменит подход к созданию двигателей для авиации, глубоководных аппаратов и техники для полярных регионов, — говорит профессор Чжан.

Магниты теперь смогут работать в самых жестких условиях без потери свойств, а значит, оборудование станет надежнее и дешевле в обслуживании.

Ученые модифицировали наночастицы диоксида кремния, создав прочную полимерную сетку, которая удерживает смазку и не дает влаге и соли проникнуть внутрь.

Результаты впечатляют:

• Магниты с покрытием SLIPS не корродировали даже после 136 дней в соленой воде.
• Лед на них образуется в 10 раз медленнее, а его сцепление с поверхностью слабее на 75% при -20°C.
• Царапины зарастают сами, восстанавливая защиту.

Обычные покрытия теряют свойства уже через две недели, а SLIPS сохраняет защиту даже после 132 дней испытаний.

Наша разработка закрывает проблему, которая мешала использовать неодимовые магниты в экстремальных условиях, — объясняет доктор Ши.

Теперь их можно применять там, где раньше они быстро выходили из строя.

Изначально технологию тестировали для ветряков, но потенциал гораздо шире:

• Спутники с легкими и мощными моторами.
• Оборудование для Арктики и Антарктики.
• Глубоководные роботы, которым не страшны давление и соленая вода.

Неодимовые магниты — ключевой компонент современной техники, но их уязвимость к коррозии ограничивала применение. Новое покрытие решает сразу несколько проблем:

• Коррозия — больше не нужна частая замена магнитов в агрессивных средах.
• Обледенение — критично для авиации и полярной техники.
• Самовосстановление — снижает затраты на ремонт.

Это значит, что двигатели станут надежнее, а техника — долговечнее. Особенно важно для ВИЭ, где оборудование работает в жестких условиях.

Правда, пока неясно, как покрытие поведет себя при длительных циклических нагрузках (нагрев-охлаждение, вибрация). Также нет данных о стоимости производства — если оно окажется слишком дорогим, то и массовое внедрение под вопросом.

Ранее ученые использовали нанопокрытие для ускорения работы катализаторов на основе золота.