De acordo com pt.wedoany.com-Para que novos navios naveguem em direção ao azul profundo, é necessário superar um desafio de materiais: reduzir o peso enquanto resistem a múltiplos testes rigorosos, como altas temperaturas, radiação, corrosão, retardamento de chamas e furtividade. Durante muito tempo, as tecnologias-chave de compósitos de alto desempenho para navios foram controladas por outros países, e alguns componentes de alto desempenho e integrados estrutural-funcionalmente ainda enfrentam bloqueios tecnológicos estrangeiros. Uma batalha de pesquisa científica voltada para o controle autônomo de materiais-chave para novos navios e para resolver o problema de "gargalos tecnológicos" foi iniciada silenciosamente na Universidade de Tecnologia de Dalian.
Recentemente, uma equipe liderada pelo acadêmico da Academia Chinesa de Engenharia e professor da Universidade de Tecnologia de Dalian, Jian Xigao, desenvolveu uma nova geração de componentes de materiais compósitos integrados estrutural-funcionalmente para uso naval, que passou com sucesso em testes de terceiros e na avaliação da Sociedade Chinesa de Corrosão e Proteção. Em comparação com o aço naval atualmente em serviço, o peso foi reduzido em mais de 60%; o desempenho abrangente, como resistência a altas temperaturas, radiação, corrosão e retardamento de chamas, atendeu aos padrões; a absorção de radar e a baixa emissividade infravermelha atingiram os requisitos de aplicação. O nível de maturidade tecnológica foi classificado como 5, atendendo às condições para aplicação em engenharia.
A aplicação prática deste resultado quebrará efetivamente o monopólio tecnológico estrangeiro de longa data, suprirá as deficiências técnicas da China no campo de compósitos de alto desempenho para navios, fornecerá uma solução sólida para o controle autônomo e a atualização de desempenho dos novos equipamentos navais chineses e ajudará os navios nacionais a perseguir o sonho do azul profundo.
O "dilema dos materiais" dos equipamentos do azul profundo
Alta névoa salina, alta umidade e calor, forte radiação ultravioleta, cargas mecânicas complexas... Os componentes principais dos navios devem operar por longos anos nesses ambientes extremos. Eles precisam ser leves para reduzir o peso do navio, aumentar a velocidade e a carga útil; resistentes à corrosão, altas temperaturas, chamas e radiação; e também atender aos rigorosos requisitos de furtividade de radar e infravermelho na guerra naval moderna.
"Antigamente, os materiais tradicionais para navios chineses tinham dificuldade em equilibrar a leveza com as necessidades de multifuncionalidade e alta confiabilidade", admitiu Zou Jiaxuan, líder da equipe e doutorando da Escola de Engenharia Química da Universidade de Tecnologia de Dalian. Mais grave ainda, as principais tecnologias, como matrizes de resina de alto desempenho, componentes integrados estrutural-funcionalmente e usinagem de precisão de grandes componentes, estiveram por muito tempo nas mãos de poucos países, e a China apresentava deficiências evidentes no fornecimento de materiais de alto desempenho, sofrendo bloqueios tecnológicos estrangeiros.
Este indicador-chave afetou diretamente a iteração e atualização de novos navios. Ao selecionar materiais, os projetistas frequentemente enfrentavam o dilema de "reduzir o peso sem proteger contra corrosão, ou proteger contra corrosão sem furtividade", ou tinham que depender de marcas importadas, apresentando riscos de fornecimento e perigos de segurança.
Diante das dificuldades reais, sob a orientação do acadêmico Jian Xigao, Zou Jiaxuan, com base em vários colegas do grupo de pesquisa, formou uma equipe de pesquisa científica abrangendo múltiplas áreas, como materiais, engenharia química e mecânica, focando nas necessidades de leveza, integração e alta segurança de novos navios, e decidiu resolver o problema de materiais-chave controlados por outros países por meio da inovação autônoma.
O caminho de pesquisa "sob medida"
Ao contrário do desenvolvimento geral de novos materiais, esta equipe desde o início insistiu em "orientação pela demanda e direcionamento prático".
Desde o final de 2022, eles têm conduzido continuamente o design de sistemas de materiais, preparação de componentes e verificação de desempenho, com base nas necessidades de serviço dos componentes navais em cenários de alta névoa salina, alta umidade e calor, forte radiação ultravioleta, cargas complexas e proteção funcional especial.
"Não estamos trabalhando de forma isolada", disse Zou Jiaxuan. "Só compreendendo profundamente o ambiente real de serviço é que podemos criar materiais verdadeiramente úteis."
No início da pesquisa, a equipe enfrentou o que é reconhecido como um "osso duro de roer" no campo de compósitos navais: leveza, alto desempenho e furtividade, três aspectos que parecem contraditórios e extremamente difíceis de conciliar perfeitamente em um material.
A exploração inicial foi repleta de dores de tentativa e erro, e a equipe chegou a cair no atoleiro de "excelência em um aspecto, desequilíbrio geral": formulações que buscavam leveza extrema muitas vezes não resistiam à erosão do ambiente de alta névoa salina, envelhecendo e rachando facilmente; enquanto materiais que equilibravam resistência à corrosão, retardamento de chamas e radiação não conseguiam atingir os indicadores de redução de peso devido à alta densidade; mesmo quando a resistência mecânica mal atingia os padrões, funções-chave como absorção de radar e furtividade infravermelha frequentemente falhavam.
Diante deste gargalo central, a equipe abandonou a abordagem tradicional de modificação única e escolheu um caminho mais difícil para romper: reconstruir o sistema de estrutura molecular dos materiais poliméricos do zero. Como um bisturi de precisão, eles ajustaram uma a uma as proporções da matriz de resina, otimizaram a disposição dos materiais de reforço e melhoraram continuamente o processo de moldagem dos componentes.
Após repetidas tentativas com milhares de formulações de materiais, descartando mais de dez conjuntos de planos imaturos e eliminando dezenas de combinações com baixa adaptabilidade... a equipe dissipou a névoa e desenvolveu uma nova geração de componentes de materiais compósitos integrados estrutural-funcionalmente para uso naval que atendem plenamente aos rigorosos padrões de desempenho, vestindo a "armadura invisível" indestrutível para os grandes equipamentos nacionais.
"A aplicação prática deste resultado quebrará efetivamente o monopólio tecnológico estrangeiro de longa data e suprirá as deficiências técnicas da China no campo de compósitos de alto desempenho para navios", afirmou o acadêmico Jian Xigao.
"No próximo passo, vamos nos dedicar totalmente à aplicação em cenários reais de navios e à verificação em engenharia dos novos materiais", explicou Zou Jiaxuan. A equipe continuará a aprofundar a iteração tecnológica e acelerar a integração profunda de pesquisa, indústria e aplicação. De "controlado por outros" a "controle autônomo", a equipe de pesquisa científica da Universidade de Tecnologia de Dalian está consolidando a base de materiais-chave para que os navios nacionais persigam o sonho do azul profundo por meio da inovação autônoma.
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