Вчені з університету Небраски в Лінкольні розробили нову формулу бетону, яка має потенціал змінити будівельну індустрію. За словами дослідників, новий матеріал у десять разів міцніший за традиційний бетон і здатен тверднути значно швидше. Це відкриття може суттєво вплинути на час виконання будівельних проектів та їхню загальну економічність. Основною метою створення нового бетону була необхідність підвищення його характеристик для використання в умовах сучасного будівництва, де вимоги до міцності
Останніми роками вчені дедалі частіше вивчають різні креативні та екологічніші альтернативи бетону, який широко використовують у всьому світі.
Відтоді, як люди впершепридумали бетон, він заполонив усю планету — матеріал буквально всюди. Статистика свідчить про те, що виробництво цього важливого матеріалу становить близько 8% від щорічних глобальних викидів вуглекислого газу, що робить його одним із найбільших чинників, які сприяють кліматичній кризі, пишеФокус.
У Фокус. Технології з'явився свійTelegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!
Останніми роками вчені все частіше вивчають всілякі креативні рішення цієї проблеми, часто замінюючи інгредієнти на більш екологічні альтернативи. Серед недавніх пропозицій додавання в суміш таких інгредієнтів, як:
Тепер, у новому дослідженні інженери з Університету Пердью та Індіани дійшли висновку, що відповідь завжди була на виду — рішення вже створила природа: команда пропонує замінити цемент молюсками. Річ у тім, що устриці вже виробляють природний цемент і використовують цей матеріал для скріплення один з одним під час будівництва рифових структур.
За словами співавтора дослідження, хіміка Джонатана Вілкера, у них із колегами пішли роки на вивчення біологічних властивостей устричного цементу — вчені сподівалися відтворити цей міцний клей для інших застосувань. Дослідження показали, що двостулкові молюски скріплюються, виробляючи неорганічну сполуку карбонат кальцію — по суті, це крейда.
Сам по собі карбонат кальцію не є клеєм, проте устриці також виробляють невелику кількість більш липких органічних речовин, таких як фосфорильовані білки. Це дає змогу молюскам зростатися, навіть у насиченій воді.
Команда Вілкера провела аналіз хімічного складу устричного цементу і врешті-решт змогла відтворити його в лабораторії. Далі вчені зібрали безліч вапнякових плиток для ванної, оскільки їхній карбонат кальцію практично ідентичний карбонату кальцію в раковинах устриць. Після цього вони склеїли стопки плиток, використовуючи свій штучний біоміметичний цемент. Майже у всіх тестах на міцність плитки ламалися раніше, ніж відбувалося саме склеювання.
Далі команда додала створений полімер у комерційно доступну бетонну суміш. У лабораторних умовах бетон, створений за зразком устриць, виявився в 10 разів міцнішим, а його міцність на стиск збільшилася вдвічі. Ба більше, він також швидше твердне.
Науковці зазначають, що надалі планують продовжити тестування запатентованого рецепта бетону та його вдосконалення. Ба більше, вчені зазначають, що новий бетон, по суті, не просто міцніший за звичний аналог, але також і більш екологічний.
Нагадаємо, раніше ми писали про те, щоінженери хочуть будувати будинки за "рецептом" зі Стародавнього Риму: нічого кращого поки не придумали.
РанішеФокусписав про те, щоінженери створили на 30% міцніший бетон: секретний інгредієнт може здивувати.
Під час написання використовували матеріали Chemistry of Materials, Popular Science.
Джерела
У 10 разів міцніший і твердне швидше: розроблено нову формулу, що підсилює міцність бетону — (Фокус)