Бетон на морозе получит необычного соперника: учёные заставляют лёд выдерживать сильное сжатиеОбычный лёд хрупок: при достаточном давлении он не гнётся, а мгновенно раскалывается, распространяя трещины по всей кристаллической решётке. Инженеры из Еврейского университета в Иерусалиме под руководством профессора Идо Браславски нашли способ изменить этот сценарий, создав материал, который при сжатии выдерживает нагрузку, сопоставимую с бетоном, но разрушается гораздо мягче и постепенно. Этот новый вид "укреплённого льда", названный BioPykrete, демонстрирует на 10 раз более высокую прочность на сжатие по сравнению с чистым льдом и способен поглощать в 70 раз больше энергии до момента разрыва. Ключевым моментом эксперимента стало не просто добавление наполнителя, а создание молекулярных мостов, которые связывают упрочняющую сетку со льдом.
В основе BioPykrete лежат целлюлозные нанокристаллы — твёрдые микрочастицы, полученные из натурального вещества, придающего прочность растительным клеткам. При замерзании этих частиц вокруг них формируется трёхмерная сеть, окружая микроскопические области льда. Однако простое смешивание волокон со льдом, как это делали в эксперименте времён Второй мировой войны при создании пикрета (смеси льда и древесной массы), не давало максимальной эффективности. Чтобы укрепить связь между двумя компонентами, исследователи спроектировали специализированный белок с двумя различными областями: одна прикрепляется к льду, а другая — к целлюлозе. Этот молекулярный "замочек" якорно фиксирует упрочняющую сетку во льду, создавая гораздо более плотную и единую структуру.
Механика разрушения
В обычных условиях лёд разрушается внезапно из-за быстрого распространения трещин через его кристаллическую структуру. В BioPykrete целлюлозная сеть создаёт физические препятствия, которые прерывают или изменяют направление распространения растущих трещин. Белковые соединения делают эту сетку более устойчивой к деформации и разрыву, что значительно увеличивает количество энергии, необходимое для распространения трещин. В результате материал вместо того, чтобы разлететься осколками, деформируется и ломается постепенно, что является критически важным свойством для строительных конструкций, способных выдерживать ударные нагрузки.
Tue, 20 Oct 2026 08:43:00 +0300