Development and characterisation of polymer composite materials with bio-inspired functions

Abstract

Promocijas darbs ir izstrādāts disertācijas veidā fizikas nozarē materiālu fizikas apakšnozarē. Pētījums tika veikts LU Materiālu mehānikas institūtā. Darbs saistīts ar aktuālu un jaunu pētījumu virzienu: bioinspirēto funkciju tālāku attīstīšanu slodzi nesošos kompozītos. Tās ir mehānisku triecienu vizuālās indikācijas un polimēru matricas vaskulārās pašdziedināšanas funkcijas. Šīs funkcijas tika nodrošinātas, izveidojot viedus slāņus un iebūvējot tos kompozītā. Pētījumā tika noskaidrotas piemērotās pārbaužu secības, attīstītas kvantitatīvas metodes un mehānisks modelis, lai novērtētu jauno funkciju efektivitāti kompozītos. Ir pierādīta funkciju augstā efektivitāte un spēja uzlabot slodzi nesošo ar šķiedru stiegroto polimēru kompozītmateriālu drošību.

The doctoral thesis is in the form of dissertation in the field of Physics, subfield of Physics of Materials. The study was conducted at the Institute for Mechanics of Materials, University of Latvia. The work relates to topical and novel direction of research: development of additional bio-inspired functions for load-bearing composites. The functions are of visual indication of mechanical impacts and vascular self-healing of polymer matrix. These functions were provided by creating smart layers and embedding them into the composites. The suitable test sequences were identified; quantitative methods and a mechanical model were developed to evaluate the efficiency of new functions in the composites. The high efficiency of the functions and the ability to improve the reliability of load bearing polymer composites was demonstrated.