В 10 раз прочнее и затвердевает быстрее: разработана новая формула, усиливающая прочность бетона

С тех пор, как люди впервые придумали бетон, он заполонил всю планету — материал буквально повсюду. Статистика свидетельствует о том, что производство этого важного материала составляет около 8% от ежегодных глобальных выбросов углекислого газа, что делает его одним из крупнейших факторов, способствующих климатическому кризису, пишет Фокус.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

В последние годы ученые все чаще изучают всевозможные креативные решения этой проблемы, часто заменяя ингредиенты более экологичными альтернативами. Среди недавних предложений добавление в смесь таких ингредиентов, как:

• кофейная гуща;
• бактерии;
• переработанные подгузники.

Теперь, в новом исследовании инженеры из Университета Пердью и Индиане пришли к выводу, что ответ всегда был на виду — решение уже создала природа: команда предлагает заменить цемент моллюсками. Дело в том, что устрицы уже производят природный цемент и используют этот материал для скрепления друг с другом при строительстве рифовых структур.

По словам соавтора исследования, химика Джонатана Уилкера, у них с коллегами ушли годы на изучение биологических свойств устричного цемента — ученые надеялись воссоздать этот прочный клей для других применений. Исследования показали, что двустворчатые моллюски скрепляются, вырабатывая неорганическое соединение карбонат кальция — по сути, это мел.

Сам по себе карбонат кальция не является клеем, однако устрицы также производят небольшое количество более липких органических веществ, таких как фосфорилированные белки. Это позволяет моллюскам срастаться, даже в насыщенной воде.

Команда Уилкера провела анализ химического состава устричного цемента и в конце концов смогла воссоздать его в лаборатории. Далее ученые собрали множество известняковых плиток для ванной, поскольку их карбонат кальция практически идентичен карбонату кальция в раковинах устриц. После этого они склеили стопки плиток, используя свой искусственный биомиметический цемент. Почти во всех тестах на прочность плитки ломались раньше, чем происходило само склеивание.

Далее команда добавила созданный полимер в коммерчески доступную бетонную смесь. В лабораторных условиях бетон, созданный по образцу устриц, оказался в 10 раз прочнее, а его прочность на сжатие увеличилась вдвое. Более того, он также быстрее затвердевает.

Ученые отмечают, что в дальнейшем планируют продолжить тестирование запатентованого рецепта бетона и его усовершенствование. Более того, ученые отмечают, что новый бетон, по сути, не просто прочнее привычного аналога, но также и более экологичен.

Напомним, ранее мы писали о том, что инженеры хотят строить дома по "рецепту" из Древнего Рима: ничего лучше пока не придумали.

Ранее Фокус писал о том, что инженеры создали на 30% более прочный бетон: секретный ингредиент может удивить.

При написании использовались материалы Chemistry of Materials, Popular Science.