Ученые создали лед прочнее бетона BioPykrete
Группа ученых под руководством профессора Идо Браславского с факультета сельского хозяйства, продуктов питания и окружающей среды имени Роберта Г. Смита разработала принципиально новый строительный материал. BioPykrete представляет собой лед, армированный растительными компонентами, что делает его существенно более устойчивым к механическим нагрузкам.
История развития укрепленного льда
Концепция усиления ледяной структуры имеет давние корни. Еще в период Второй мировой войны исследователи экспериментировали с пайкретом — композитом из льда и древесной массы, который обладал повышенной стойкостью к таянию. Израильские ученые развили эту идею, перенеся исследования на молекулярный уровень и добившись качественно новых характеристик материала.
Технологические особенности BioPykrete
Основу инновационного материала составляют нанокристаллы целлюлозы — микроскопические жесткие частицы, которые являются источником прочности растительных структур. При замерзании они образуют трехмерную сеть вокруг кристаллов льда, создавая усиленный каркас.
Ключевым достижением стала разработка специального искусственного белка, выполняющего роль молекулярного связующего вещества. Одна часть белковой молекулы взаимодействует со льдом, другая — с целлюлозой. Благодаря этому молекулярному мостику показатели прочности и поглощения энергии возросли в два раза по сравнению с традиционными смесями льда и целлюлозы.
Результаты лабораторных испытаний
Тестирование BioPykrete продемонстрировало впечатляющие результаты. Материал выдерживает сжимающие нагрузки в 10 раз лучше, чем чистый лед, достигая прочности традиционного бетона. Кроме того, новая композиция поглощает в 70 раз больше энергии перед разрушением.
В отличие от обычного льда, который при ударе и давлении раскалывается на осколки, BioPykrete деформируется и сгибается, сохраняя целостность. Это свойство повышает безопасность при использовании материала в строительных конструкциях.
Перспективы применения в Арктике
Разработчики рассматривают BioPykrete как экологичную и биоразлагаемую альтернативу традиционным стройматериалам для строительства в полярных регионах. В Арктике и Антарктике доставка стали и бетона требует значительных финансовых и организационных расходов, что делает местные материалы экономически целесообразными.
Однако материал пока находится на стадии концепции и нуждается в дополнительных испытаниях. Исследователи должны изучить, как BioPykrete ведет себя при многократных циклах замерзания и оттаивания, а также сохраняет ли он стабильность под длительным постоянным давлением.
