В Израиле создали "суперлед", который по прочности не уступает бетону
Ученые из Еврейского университета Иерусалима создали прочный материал, который прочнее обычного льда в десять раз. В холодных полярных условиях он может заменить бетон.
Идея укрепления (армирования) льда известна со Второй мировой войны, когда был создан особый материал – пайкерит. Это – смесь льда и древесных опилок. Волокна древесины армируют лед и получается прочный дешевый материал, из которого предлагали строить корабли при остром дефиците стали. Правда, для плавания в теплых водах такому кораблю требовалась внутренняя холодильная установка. Из пайкерита был даже построен небольшой корабль-прототип.
Теперь исследователи перенесли известный подход на молекулярный уровень. Они смешали лед с нанокристаллами целлюлозы. Такая смесь образует при замерзании прочную и устойчивую к трещинам трехмерную сетку. Новый материал получил название BioPykrete. Главной инновацией стало использование специально спроектированного химерного белка. Одна его часть связывается со льдом, а другая – с целлюлозой. Этот белок играет роль молекулярного клея, надежно скрепляя всю структуру. Работа опубликована в журнале Colloids and Surfaces B: Biointerfaces.
"Мы хотели выйти за рамки простого смешивания волокон со льдом, чтобы контролировать соединение различных материалов на молекулярном уровне, – объясняет соавтор работы профессор Идо Браславски. – В результате изменилась не только прочность льда, но и характер его разрушения. Вместо внезапного раскалывания он способен деформироваться постепенно".
В обычном льду даже микротрещина быстро разрастается и приводит к быстрому разрушению. В BioPykrete целлюлозная сеть и белковые мостики создают барьер, тормозящий и перенаправляющий трещины. По результатам лабораторных тестов на сжатие, новый материал оказался сопоставим по прочности с обычным бетоном. Добавление разработанного белка удвоило показатели прочности по сравнению с простой смесью льда и целлюлозы.
В перспективе BioPykrete может стать экологичной и биоразлагаемой альтернативой привычным стройматериалам в условиях Арктики и Антарктики, куда крайне дорого доставлять сталь и бетон.
