Что бы ни строилось, надо понимать, что прочность, как правило, является обязательным условием для всех элементов любой конструкции.
Химики и инженеры предложили решение проблемы с известным многие годы бетоном.
Поскольку бетон является пористым, периодически повторяющиеся циклы замерзания и оттаивания становятся проблемой в регионах с большими перепадами температур окружающей среды. Вода, проникая внутрь, замерзает и расширяется, создавая давление по мере роста кристаллов льда, разрушая внутреннюю структуру материала.
Обычным способом избежать такого повреждения является добавление в бетон крошечных пузырьков воздуха, которые действуют как клапаны сброса давления. Однако эти пузырьки также и ослабляют бетон, увеличивая его пористость.
Исследователи предложили новый подход, основанный на предупреждении явления, а не на снижении его негативных последствий. По их словам, примером послужили организмы, хорошо приспособленные к условиям, которые возникают при минусовой температуре.
В журнале Cell Reports Physical Science, они объясняют, как незамерзающие белки связываются с кристаллами льда, препятствуя их росту.
Кристаллы льда, которые связываются с молекулами полимера, превращаются из сферы в округлый шестиугольник, который исследователи называют «лимонным льдом». Предоставлено: Лаборатория живых материалов, Университет Колорадо, Боулдер.
Они взяли молекулы полимера PEG-PVA (полиэтиленгликоль-поливиниловый спирт), которые имитируют свойства природного белка, добавили их в бетонную смесь и обнаружили, что это уменьшило размер кристаллов льда на 90%.
Полученный состав выдерживал 300 циклов замораживания-оттаивания при сохранении первоначальной прочности. Однако, говорят исследователи, еще предстоит проделать большую работу, чтобы определить устойчивость материала на длинном временном отрезке и его экономическую жизнеспособность в реальных условиях.
Написать комментарий