Команда исследователей под руководством профессора Идо Браславского из Еврейского университета в Иерусалиме разработала инновационный строительный материал на основе льда, получивший название BioPykrete. Новому составу удалось избавиться от главного недостатка обычного льда — хрупкости и мгновенного раскалывания под нагрузками. Испытания показали, что BioPykrete примерно в 10 раз прочнее обычного льда при сжатии и способен поглощать в 70 раз больше энергии до момента деформации, постепенно изгибаясь вместо внезапного разрушения.
В основе разработки лежит концепция пайкрета времён Второй мировой войны — смеси льда и древесных опилок. Однако ученые перенесли технологию на молекулярный уровень: они смешали воду с нанокристаллами целлюлозы, образующими при замерзании плотную трёхмерную сеть вокруг микроскопических кристалликов льда. Главной инновацией стал специально разработанный химерный белок: один его конец связывается с молекулами льда, а другой — с целлюлозой, работая в качестве сверхпрочного молекулярного клея.
Именно этот белковый клей решает проблему предотвращения микротрещин. В обычном льду случайный дефект мгновенно нарастает, приводя к разрушению всей структуры. В BioPykrete трещина быстро упирается в наноцеллюлозную сетку, а белковые «мостики» рассеивают механическую энергию, заставляя трещину менять направление или затухать. Добавление белка позволило ровно вдвое увеличить как прочность, так и вязкость по сравнению с простой смесью изо льда и целлюлозы.
Авторы работы рассчитывают, что в перспективе BioPykrete станет экологичной и биоразлагаемой альтернативой бетону и стали в условиях Арктики и Антарктики, где доставка классических стройматериалов стоит колоссальных денег. Впрочем, до реального строительства пока далеко: учёным еще предстоит проверить, как «суперлёд» переносит длительные нагрузки, не течёт ли под постоянным давлением и как ведет себя при многократных циклах замерзания и оттаивания.
Источник
www.sciencedirect.com
