Pentru a face beton rezistent la fracturi, lăsați-l pe Urchin de mare să fie ghidul tău

Acvariile de mare sunt acoperite de o grosime de spini. În limba engleză de mijloc, urchun a însemnat "arici", dar proeminențele ascuțite, uneori veninoase ale echinodermelor nu sunt altceva decât drăguțe. Dar unii cercetători propun să ia o altă perspectivă asupra lor, analizând în detaliu structura lor internă. Ar putea, dacă arăți puțin, să oferiți un plan pentru materiale de construcție mai rezistente.

Într - o lucrare recent publicată în Progresele științei, cercetătorii de la Universitatea din Konstanz din Germania și de la Universitatea Stuttgart propun ca coloana vertebrală a urinei să fie un model destul de bun pentru îmbunătățirea betonului. De când a fost introdus de vechii romani, care l-au turnat pentru cupola Pantheonului, materialul, adesea realizat prin combinarea rocilor abrazive sau a pietrișului cu granule mai fine de nisip, plus ciment și apă, a fost turnat în adevărate oceane. Statele Unite au produs mai mult de 83 de milioane de tone de beton numai în 2016.

Deoarece betonul nu este foarte elastic și este predispus la crăpare, este adesea întărit de bare din oțel sau alte suporturi. Tăblițele de urchină de mare ar putea fi fragile, deoarece sunt fabricate din calcite fragile, dar reușesc să fie destul de durabile, spun cercetătorii, deoarece sunt stivuite ca cărămizi, stratificate cu carbonat de calciu mai moale, care împiedică împrăștierea.

Tăblițele urchinelor de mare au inspirat cercetători pentru a institui materiale de construcție mai rezistente. Lbertolotti / CC-BY-S.A. 4

"Scopul nostru este să învățăm din natură", a declarat Helmut Cölfen, unul dintre cercetători, într-o declarație. O mulțime de ingineri pun un inventar în biomimezi sau caută natura să rezolve întrebări de design dificile. Un laborator de la Universitatea din Cambridge, de exemplu, îți imaginează clădiri inspirate de proprietățile oaselor sau a coajelor de ouă. În acest caz, cercetătorii au crezut că întinderea materialelor moi și dure părea promițătoare. Dar este o idee greu de a aduce în beton, deoarece toate ingredientele sale sunt învârtite într-o pastă omogenă.

Cercetătorii au sintetizat un beton rezistent la rupere, vizionat aici într-un microscop cu scanare electronică, mărit de 2.000 de ori. Datorită Zhaklina Burkhard

Având în vedere designul rezistent la urchinul mării, echipa a mers mai departe, la nivel nanometric. Acolo, ei au putut să sintetizeze un material care se lega numai de ciment și nu de alte materiale din amestec. Acest lucru a făcut posibilă realizarea stivei de rezistență și flexibilitate pe care le-au observat în coloane. "Dacă reușim să proiectăm structurile materialelor și să reproducem schițele naturii, vom putea produce și mult mai multe materiale rezistente la rupturi", a spus Cölfen. Cercetatorii sugereaza ca tehnica produce o substanta intre 40 si 100 de ori mai rezistenta la fractura decat betonul standard.

Zgârie-nori devin tot mai mari și mai mari, așa că arhitecții și inginerii vor trebui să-și facă creativitatea în materialele lor. Se pare că podeaua oceanului ar putea fi un loc bun pentru a căuta inspirație.