Ученые из университета Пердью (США) нашли способ улучшить цемент, вдохновившись природой. Ключ к успеху подсказали устрицы, строящие многокилометровые рифы.
Моллюски скрепляют свои колонии особым природным «цементом» на основе карбоната кальция (мела) — он помогает выживать в суровых условиях океана. При этом вещество на 88% состоит из неорганических компонентов, а всего 12% приходится на органические соединения. Именно такое сочетание дает материалу впечатляющие свойства, в том числе способность надежно приклеиваться к поверхностям даже под водой.
Команда ученых решила изучить этот природный механизм и применить его в строительстве.
Устрицы вырабатывают природный цемент, они используют его, чтобы прикрепляться друг к другу при строительстве рифовых структур. Мы пытаемся понять, что такое устричный цемент и почему он такой прочный. Одна из наших целей — разработать материалы, которые по прочности и функциональности не уступали бы биологическим материалам. Тогда мы сможем создавать системы с более высокими характеристиками, чем те, что доступны сейчас
Исследователи провели серию экспериментов. Они создали небольшие блоки из нового биомиметического цемента и протестировали их на прочность при сжатии. Затем соединили плитки из известняка с помощью нового состава и измерили силу, необходимую для их разъединения. Результаты оказались многообещающими: чаще ломалась сама плитка, а не место соединения.
Когда команда подобрала оптимальный состав, она добавила разработанный полимер в обычную бетонную смесь из строительного магазина. Прочность материала выросла в 10 раз, прочность на сжатие увеличилась вдвое, а время застывания сократилось. Достижение описано в журнале Chemistry of Materials.
Сейчас Джонатан Уилкер и его коллеги продолжают совершенствовать запатентованный состав. Их цель — сделать новый цемент не только прочным и быстротвердеющим, но и экологичным, углеродно-нейтральным, доступным по цене. Ученые уверены, что природа может научить нас многому в создании инновационных материалов.
Ранее Наука Mail рассказывала, что креветочные панцири превратили в антибактериальные строительные панели.
