На примере морских ежей ученые сделали бетон тверже в десятки раз
Исследователями под управлением Гельмута Кёльфена (Helmut Cölfen) из Констанцского университета Германии, создан материал, в основу которого применили свойства гидрата силиката кальция, используемого как один из компонентов цемента, состав обладает высокой устойчивостью к изгибу и необычное строение.
Сама разработка цемента включает структуру из плоских высокоориентированных силикатных частиц. Именно они и придают материалу высокую прочность, с добавлением большой гибкости и устойчивости к трещинам, в отличие от обычного бетона. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
Бетон, как самый широко применяемый в мире искусственный материал, используется при возведении большинства конструкций, для примера достаточно применения при строительстве зданий или мостов.
На новую разработку ученых вдохновила структура игл, существующая у морских ежей. Их содержание представлено упорядоченными небольшими прочными фрагментами с разделением веществом из другого состава. Используя это, при нагрузках или ударах разной силы отделенные фрагменты могут растрескиваться, но распространение этих трещин не передается на фрагменты, расположенные рядом. В своей работе исследователи применили наночастицы гидрата силиката кальция, ширина которых в несколько десятков нанометров, а толщина всего несколько нанометров. Обычно суспензии из таких частиц группируются в более крупные, поэтому учеными был сделан подбор стабилизирующих полимеров, который препятствовал бы частицам, собираться в растворе хаотичным образом.
Как выяснилось, что таким образом прочность материалов на изгиб равняется примерно 150 мегапаскалей, что в десятки раз превышает обычный бетон.
Сама разработка цемента включает структуру из плоских высокоориентированных силикатных частиц. Именно они и придают материалу высокую прочность, с добавлением большой гибкости и устойчивости к трещинам, в отличие от обычного бетона. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
Бетон, как самый широко применяемый в мире искусственный материал, используется при возведении большинства конструкций, для примера достаточно применения при строительстве зданий или мостов.
На новую разработку ученых вдохновила структура игл, существующая у морских ежей. Их содержание представлено упорядоченными небольшими прочными фрагментами с разделением веществом из другого состава. Используя это, при нагрузках или ударах разной силы отделенные фрагменты могут растрескиваться, но распространение этих трещин не передается на фрагменты, расположенные рядом. В своей работе исследователи применили наночастицы гидрата силиката кальция, ширина которых в несколько десятков нанометров, а толщина всего несколько нанометров. Обычно суспензии из таких частиц группируются в более крупные, поэтому учеными был сделан подбор стабилизирующих полимеров, который препятствовал бы частицам, собираться в растворе хаотичным образом.
Как выяснилось, что таким образом прочность материалов на изгиб равняется примерно 150 мегапаскалей, что в десятки раз превышает обычный бетон.
