Проекты

Создание мембраны для актуатора

Работа победителя открытой городской научно-практической конференции «Курчатовский проект − от знаний к практике, от практики к результату» в секции «Поиск» среди работ учащихся 8−9-х классов

Направление работы: Нанотехнология
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1502
Предметы: Физика, Химия
Классы: 9 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Курчатовский проект − от знаний к практике, от практики к результату» 17 апреля 2019 года

На данный момент в космической промышленности очень актуален вопрос о снижении массы комплектующих, в том числе и самого актуатора. Также актуаторы используются в искусственных мышцах.

Цель

Создание оптимальной микропористой мембраны (электролитной полимерной плёнки) для актуатора.

Задачи

  1. Исследование влияния различных добавок на морфологию мембраны на основе поливинилиденфторида (ПВДФ).
  2. Подбор состава для получения полимерной мембраны.
  3. Изготовление мембраны.
  4. Изготовление актуатора, для проверки работоспособности мембраны.

Описание

В настоящее время бурно развивается космическая промышленность. В связи с этим актуальна разработка и оптимизация технологий для применения в космических аппаратах. С одной стороны, важным критерием, определяющим направление разработок в этой области, является попытка уменьшить массу космических аппаратов, так как это существенно увеличивает возможности космической миссии. С другой стороны, ведётся поиск новых, более эффективных технологий, позволяющих изменить сам принцип функционирования и конструкции устройств. Работа посвящена созданию мембраны с помощью метода инверсии фаз для изготовления актуатора, применение которого в космической промышленности может решить обе эти проблемы.

Результат

В итоге работы авторы выяснили, какая добавка лучше всего подходит для получения оптимальной мембраны для изготовления актуатора. Мембрана, изготовленная с помощью полиионной жидкости, подходит для изготовления актуатора, так как она пронизана связанными между собой канальцами. Кроме того, она эластичная. Мембрана, изготовленная с помощью полиэтиленгликоля, не подходит для изготовления актуатора, так как она получилась хрупкая.

Мембрана, изготовленная с помощью поливинилпирролидона, не подходит для изготовления актуатора, так как добавка не вымылась.

Оснащение и оборудование

  • Вакуумный насос
  • Шприцы
  • Печка
  • Чашка Петри
  • Электронный микроскоп
  • Магнитная мешалка

Перспективы использования результатов работы

Результаты работы могут быть использованы при разработке и оптимизации технологий для применения в космических аппаратах, так как изготовленный актуатор в сравнении с аналогами имеет намного меньший вес.

Сотрудничество

Химический факультет МГУ, кафедра «Науки о материалах».

Награды/достижения

Конференция «Потенциал» − 2-е место.

Открытая городская научно-практическая конференция «Наука для жизни» − победитель.

Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» − призёр.

Особое мнение

«Мы считаем, что работа на базе химического факультета МГУ дала нам большой опыт. Благодаря городским проектам предпрофессионального образования мы смогли поработать в настоящей лаборатории. Это было очень увлекательно и познавательно, и мы бы хотели продолжить работу».