Лёд, который не бьётся: новый материал в 10 раз прочнее обычного
Обычный лёд хрупок: трещина быстро распространяется, и материал разрушается без предупреждения. Учёные из Еврейского университета в Иерусалиме под руководством профессора Идо Браславского разработали материал BioPykrete, который в 10 раз прочнее обычного льда и поглощает примерно в 70 раз больше энергии перед разрушением. Вместо внезапного раскалывания он гнётся и ломается постепенно. Об этом пишет сайт Phys.org.
Исследователи смешали лёд с нанокристаллами целлюлозы — природного материала, придающего растениям структуру. При замерзании частицы образуют трёхмерную сеть вокруг микроскопических участков льда. Затем учёные создали белок, который связывает лёд и целлюлозу, действуя как молекулярный клей. Это соединение удвоило прочность и энергоёмкость материала по сравнению со смесью льда и целлюлозы без белка.
Идея укрепления льда не нова: во время Второй мировой войны исследователи экспериментировали с пикритом — смесью льда и древесной массы. BioPykrete работает на молекулярном уровне: сеть целлюлозы препятствует распространению трещин, а белок закрепляет её во льду. Лабораторные тесты показали, что материал примерно в 10 раз прочнее обычного льда при сжатии, достигая прочности, сравнимой с бетоном.
Исследование опубликовано в журнале Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. Учёные предполагают, что BioPykrete может применяться в Арктике и Антарктике, где доставка бетона и стали сложна и дорога. Материал на основе льда и растительной целлюлозы может стать биоразлагаемой альтернативой с низким содержанием углерода для строительства в условиях экстремального холода.
Однако до практического применения ещё далеко. Материал — лишь концепция, требующая дальнейших испытаний. Учёным предстоит выяснить, как он ведёт себя при длительном использовании, при многократном замораживании и оттаивании, а также под постоянным давлением. Будущие исследования проверят, как трещины распространяются в материале, и изучат новые белки и методы замораживания, которые могут сделать этот «супер-лёд» ещё прочнее.
