20 декабря 2017 | 11:20 ФОБОС
Подсказки природы: морские ежи помогли создать прочный бетон
Какая связь может быть между морскими ежами и бетоном? Бетон применяется при строительстве, а ежи живут в морях. Оказывается, связь есть: чтобы устранить некоторые недостатки строительного материала, учёные изучали животных, чье строение, кажущееся хрупкими, отличается невероятной прочностью.
Дело в том, основными недостатками бетона являются отсутствие эластичности и низкая прочность на изгибах, что ограничивает его потенциал. Поэтому в строительстве часто применяют не сам бетон, а железобетонные конструкции на его основе, внутри которых размещают усиливающий стальной каркас. В противном случае вся постройка в скором времени покроется трещинами и постепенно начнет осыпаться.
Учёные из Констанцского университета (Германия) создали бетон, прочность которого выше всех существующих аналогов в десятки раз. Они на основе гидрата силиката кальция (основного компонента цемента) создали новый материал, в котором изменили свойства компонента за счёт нетипичной для него наноструктуры. На эксперименты с новой структурой их вдохновил морской ёж, сообщает Science Advances.
Тело морских ежей покрыто рядами известковых пластинок. Пластинки, как правило, соединены неподвижно и образуют плотный панцирь (скорлупу), не позволяющий ежу изменять форму. С панцирем подвижно соединены иглы разнообразной длины. Иглы служат морским ежам для передвижения, питания и защиты. Кроме того, в их составе много кальция и фосфора (недаром издавна скорлупа является хорошим удобрением для малоплодородных земель). Учёных заинтересовали иглы, а в процессе исследования они выявили редкую структуру.
Хрупкие иглы, состоящие из карбоната кальция (кальцит), отличаются высокой прочностью. Причина в том, что твердые фрагменты иглы чередуются с относительно мягкими фрагментами (грубо это напоминает кирпичную кладку в строительстве). И когда случается удар, то хрупкий кальцит, обладающий совершенной спайностью, покрывается трещинами. Однако дальше трещина не распространяется, поскольку энергия перенаправляется в мягкий, неупорядоченный слой – тот самый, который как бы выполняет функцию «скрепляющего раствора». И вот здесь учёные, благодаря ежам, сумели открыть удивительный момент.
Обычный цемент имеет неупорядоченную структуру, то есть, каждый элемент типа «приклеивается» к другим. Если такой материал даст трещину, то она «побежит» по поверхности, углубляясь, и её распространение трудно предотвратить. Таким образом, чтобы увеличить прочность цемента, его структуру нужно преобразовать на молекулярном уровне, что и было сделано. В результате экспериментов выяснилось, что прочность бетона увеличилась в десятки раз. Исследователи уверены, что природа ещё не раз им поможет в решении сложных инженерных задач.
Выбор редакции
Тема дня
Вернувший лето антициклон расширяет зону влияния
25 сентября 2020 | 00:27
Вернувший лето антициклон расширяет зону влияния
Антициклон, вернувший лето в европейскую часть страны, расширяет зону влияния. Продолжается купальный сезон в Калининградской области – в Калининграде термометры показали +24,5°...
Новости погоды
Погода выходных: масштабное бабье лето
25 сентября 2020 | 11:18
Погода выходных: масштабное бабье лето
Мощный антициклон обеспечит преимущественно солнечную и сухую погоду на огромной территории от Архангельска до Сочи, от Калининграда до Новосибирска. Температура воздуха ожидается...
24 сентября 2020 | 08:41
Бабье лето бьёт рекорды
Вторая волна бабьего лета вот уже третий день подряд радует жителей большей части Европейской России солнечной, спокойной и очень тёплой погодой. Накануне это выразилось в целой...
Бабье лето бьёт рекорды
24 сентября 2020 | 00:47
Бабье лето выходит на пик
В европейской части страны усиливается потепление. Летняя погода держится здесь уже третий день. В регионе как будто всё ещё июнь или август. Волна тепла пробьётся даже на север...
Бабье лето выходит на пик
23 сентября 2020 | 13:03
Прощальный подарок сентября
Антициклон, который подчинил себе почти всю европейскую часть страны, уже обеспечил огромную территорию от Баренцева до Чёрного морей сухой и солнечной погодой...
Прощальный подарок сентября
Другие публикации
СМИ2
Климат
К борьбе с изменением климата нужен умный подход
25 сентября 2020 | 09:56
К борьбе с изменением климата нужен умный подход
Уильям Нордхаус, лауреат Нобелевской премии по экономике 2018 года «за интеграцию инноваций и климата в экономику роста», заявил, что «ничего не делать по поводу изменения климата...
25 сентября 2020 | 15:26
Тропические циклоны изменяют климат океанов
Китайские и американские учёные установили, что в районах акватории, над которыми пролегала траектория движения тропического циклона, в течение сравнительно длительного периода...
Тропические циклоны изменяют климат океанов
25 сентября 2020 | 13:23
Изменение климата требует принятия решений по адаптации
Как сообщили информационному агентству РИА Новости в Росгидромете, ведомство опубликовало доклад о научно-методических основах для разработки стратегий адаптации к изменениям...
Изменение климата требует принятия решений по адаптации
24 сентября 2020 | 11:01
«Климатические часы» начали последний отсчёт
Одни из наиболее известных часов в мире – часы на одном из небоскрёбов Манхэттена, возле Юнион-сквер, которые раньше отображали время суток, теперь будут показывать...
«Климатические часы» начали последний отсчёт
Другие публикации
Стихия
Атлантической Канаде угрожает ураган «Тедди»
23 сентября 2020 | 09:26
Атлантической Канаде угрожает ураган «Тедди»
В северной части Атлантического океана бушует ураган «Тедди». По данным Национального центра ураганов США, он приближается к Атлантической Канаде со скоростью около 25 км/час и...
23 сентября 2020 | 08:44
В Швейцарии молния ударила в футбольное поле
Четырнадцать подростков попали в больницы в Швейцарии, пострадав от удара молнии, попавшей в футбольное поле во время игры. Об этом сообщила полиция кантона Санкт-Галлен...
В Швейцарии молния ударила в футбольное поле
22 сентября 2020 | 13:33
Тайфун «Дельфин» угрожает Японии и России
Тайфун «Дельфин», которому в Японии присвоен номер 12, возник в Тихом океане и в ближайшие сутки может вплотную подойти к восточному побережью Японии, сообщает Главное...
Тайфун «Дельфин» угрожает Японии и России
21 сентября 2020 | 12:52
Названы основные причины лесных пожаров в России
В Рослесхозе палы сухой травы и жаркую продолжительную погоду из-за глобального изменения климата назвали основными причинами возникновения лесных пожаров в России...
Названы основные причины лесных пожаров в России
Другие публикации
Природа
Орнитологи и энергетики Хакасии спасают редких птиц
24 сентября 2020 | 09:38
Орнитологи и энергетики Хакасии спасают редких птиц
На лето в Минусинскую котловину, которая расположена в Хакасии, прилетают балобаны, степные орлы, беркуты, кречеты, могильники и сапсаны. Птицы мигрируют из Монголии...
24 сентября 2020 | 13:44
В выходные возможны магнитные бури!
Чрезмерно затянувшийся период низкой солнечной активности постепенно подошёл к концу. Учёные уже заявили о начале очередного, 25-го по счёту, цикла солнечной активности. И вот...
В выходные возможны магнитные бури!
24 сентября 2020 | 12:19
Вскоре у Земли появится новая «луна»
В космическом пространстве существует множество различных объектов. Одни могут представлять опасность для Земли, другие имеют лишь чисто научный интерес, а некоторые и вовсе могут...
Вскоре у Земли появится новая «луна»
23 сентября 2020 | 09:05
Пугающая планета: день страшнее ночи
Утро было тихим и солнечным. Вдруг небо стало меняться и всего за 30 минут оно из голубого превратилось в красно-бурое. Потом наступила кромешная тьма. 18 сентября 1938 года на...
Пугающая планета: день страшнее ночи
Другие публикации
Технологии
В ООН предложили охлаждать города покраской крыш
24 сентября 2020 | 17:21
В ООН предложили охлаждать города покраской крыш
Наша планета продолжает стремительно нагреваться. В топе неблагоприятных и опасных явлений XXI века всё чаще отмечают тепловые волны, или волны жары. От зноя и тепловых ударов...
25 сентября 2020 | 14:02
Определена причина массовой гибели северных лесов
Учёные из шести стран завершили крупнейшее исследование годичных колец деревьев в российской Арктике. Результаты исследования, со ссылкой на научное издание Ecology Letters...
Определена причина массовой гибели северных лесов
25 сентября 2020 | 09:03
Астероид размером с автобус приближается к Земле
По данным NASA астероид движется в сторону нашей планеты. Однако столкновения с Землей не произойдёт, небесное тело благополучно пролетит мимо Земли в четверг...
Астероид размером с автобус приближается к Земле
22 сентября 2020 | 09:29
В Нидерландах совершают революцию в строительстве дорог
В Нидерландах целенаправленно решают проблемы с пластиковыми отходами; идеи и проекты постепенно претворяют в жизнь. Вот и дороги из переработанного синтетического материала...
В Нидерландах совершают революцию в строительстве дорог
Другие публикации
Видео
Фотогалерея
Энциклопедия
Другие публикации
Архив
Искать:
Loading...