Лёд, но такой же прочный, как бетон: ученые изобрели лёд, который в 10 раз прочнее обычного и в 70 раз устойчивее к разрушению
iXBT.com · · g281184
Ученые Еврейского университета в Иерусалиме разработали новый композитный материал на основе льда, который примерно в 10 раз прочнее обычного льда. Получивший название BioPykrete материал по прочности сопоставим с бетоном, а перед разрушением способен поглотить примерно в 70 раз больше энергии, чем обычный лед.
Ученые Еврейского университета в Иерусалиме разработали новый композитный материал на основе льда, который примерно в 10 раз прочнее обычного льда. Получивший название BioPykrete материал по прочности сопоставим с бетоном, а перед разрушением способен поглотить примерно в 70 раз больше энергии, чем обычный лед.
Идея усилить лед не нова. Еще во время Второй мировой войны исследователи экспериментировали с Pykrete — смесью льда и древесной целлюлозы. Такой материал был прочнее обычного льда и медленнее таял. Теперь ученые решили улучшить эту концепцию на молекулярном уровне.
Для создания BioPykrete исследователи добавили в лед нанокристаллы целлюлозы — чрезвычайно мелкие и жесткие частицы из природного растительного материала. Во время замерзания они формируют трехмерную сеть внутри льда. Затем ученые добавили специально разработанный белок, который соединяет лед и целлюлозу. По сути, он работает как молекулярный клей, связывающий разные части материала.
Лабораторные испытания показали, что BioPykrete примерно в 10 раз прочнее обычного льда при сжатии и достигает показателей, сопоставимых с бетоном. При этом материал не разрушается мгновенно: он способен деформироваться и поглощать значительно больше энергии перед разрушением.
Белок оказался особенно важен для усиления конструкции. По данным исследователей, его добавление примерно вдвое увеличило прочность и способность поглощать энергию по сравнению с аналогичным материалом из льда и целлюлозы без молекулярных связей между ними.
В первую очередь ученые рассматривают BioPykrete для строительства в Арктике и Антарктике. В таких регионах доставка бетона, стали и других строительных материалов может быть сложной и дорогой. Поскольку новый материал в основном состоит из воды и растительной целлюлозы, он потенциально может стать более экологичной альтернативой для некоторых временных конструкций в условиях экстремального холода.
До строительства домов из сверхпрочного льда пока далеко. BioPykrete остается экспериментальным материалом, и ученым предстоит проверить, как он ведет себя при длительной эксплуатации, многократных циклах замерзания и оттаивания, при постоянной нагрузке. Также необходимо выяснить, насколько быстро он меняет форму под давлением со временем.