Цемент — один из главных строительных материалов. Однако его производство дает около 8% мировых выбросов углекислого газа. Поэтому задача сделать его долговечнее и безопаснее стоит остро. Команда Принстонского университета нашла решение в природе.
Ученые создали цемент, прочнее обычного в 17 раз! Вдохновение — устрицы
Ученые из Принстона создали цемент, прочнее обычного в 17 раз. Вдохновивились они структурой перламутра — внутреннего слоя раковин устриц.
Unsplash
Микроструктура перламутра сочетает твердость минералов и эластичность органических связей.
Ученые создали цемент, прочнее обычного в 17 раз
- Перламутр состоит из микроскопических пластинок арагонита, скреплённых биополимером.
- Это делает его чрезвычайно устойчивым к трещинам.
- Исследователи воссоздали этот принцип, создав многослойные балки, чередующие цементные слои с тонкой полимерной прослойкой.
Варианты конструкции включали гладкие слои, цемент с шестигранными бороздками и — самый успешный — структуру из шестиугольных пластин, имитирующих строение перламутра.
Результаты оказались впечатляющими: балка с перламутровой структурой оказалась в 17 раз прочнее и в 19 раз пластичнее обычного цемента, сохранив при этом исходную прочность.
- «Если мы научимся предотвращать распространение трещин, бетон станет не только крепче, но и безопаснее», — пояснил соавтор исследования Шашанк Гупта.
Другой автор, профессор Реза Моини, отметил: суть метода — не простое копирование природы, а применение ее принципов.
Специалисты намеренно создают микродефекты, которые позволяют материалу гасить напряжение и предотвращать разрушение.
Новый подход способен изменить не только архитектуру, но и экологию. Более долговечный цемент уменьшит потребность в его производстве, а значит — и выбросы углекислого газа. Пока технология требует доработки, но ее потенциал уже очевиден: будущее прочных зданий может начаться с вдохновения, найденного в морской раковине.