Почему лёд почти сравнялся с бетоном: учёные создали материал в 10 раз прочнее обычного

Учёные Еврейского университета в Иерусалиме создали BioPykrete — композит на основе льда, который выдерживает сжатие примерно в 10 раз лучше обычного льда и по прочности приближается к бетону. При разрушении материал поглощает примерно в 70 раз больше энергии, поэтому вместо мгновенного хрупкого раскола постепенно деформируется и разрушается.

Секрет разработки не в простом добавлении волокон. Исследователи использовали нанокристаллы целлюлозы, которые при направленном замораживании формируют внутри льда трёхмерную армирующую сеть. Она препятствует распространению трещин, превращая отдельные микротрещины в локальные повреждения вместо мгновенного разрушения всего образца.

Дополнительное усиление даёт специально созданный химерный белок CBM3a-AFPIII. Одна его часть связывается со льдом, другая — с целлюлозой, поэтому белок работает как молекулярный связующий элемент между двумя компонентами. Его добавление примерно вдвое увеличило прочность и энергию разрушения по сравнению с композитом из льда и целлюлозы без белкового связующего.

BioPykrete пока остаётся лабораторным подтверждением концепции. Исследователи рассматривают его прежде всего для холодных удалённых районов, включая Арктику и Антарктику, где доставка бетона и стали обходится дорого. Однако перед практическим применением материалу предстоит пройти испытания на долговечность, циклы замораживания и оттаивания, ползучесть и поведение при длительной нагрузке.

Источник: interestingengineering