ساخت نوعی یخ که به اندازه بتن مقاوم است
به گزارش بست روید، دانشمندان نوعی یخ تقویت شده به نام BioPykrete ساخته اند که حدود ۱۰ برابر از یخ معمولی مقاوم تر است و قبل از شکستن می تواند حدود ۷۰ برابر انرژی بیشتری جذب نماید، چنین مقاومتی را میتوان با بتن مقایسه کرد.
به گزارش بست روید به نقل از خبر آنلاین، به نقل از دیجیاتو، محققان برای ساخت BioPykrete، ایده قدیمی تقویت یخ را به سطح مولکولی برده اند. آنها یخ را با بلورهای نانویی سلولز ترکیب کردند. این ذرات بسیار کوچک و سخت از سلولز (ماده طبیعی سازنده ساختار گیاهان) تشکیل شده اند.
هنگام یخ زدن مخلوط، بلورهای سلولز شبکه ای سه بعدی در اطراف بخش های میکروسکوپی یخ ایجاد می کنند. محققان سپس پروتئینی طراحی کردند که می تواند هم به یخ و هم به سلولز متصل شود. یک بخش این پروتئین به یخ و بخش دیگر به سلولز متصل می شود و مانند نوعی چسب مولکولی، دو ماده را به یکدیگر متصل نگه می دارد.
ایده تقویت یخ مبحث تازه ای نیست. محققان در دوران جنگ جهانی دوم ماده ای به نام Pykrete را آزمایش کرده بودند که از ترکیب یخ و خمیر چوب ساخته می شد و نسبت به یخ معمولی استقامت بیشتری داشت و دیرتر ذوب می شد. تفاوت رویکرد جدید اینست که محققان نه فقط مواد تقویت کننده را به یخ اضافه کرده اند، بلکه نحوه اتصال آنها را هم در مقیاس مولکولی کنترل کرده اند.
در یخ معمولی، حتی ترک های کوچک می توانند به سرعت گسترش پیدا کنند و سبب شکست ناگهانی ساختار شوند. در BioPykrete، شبکه سلولزی و پیوندهای ایجادشده توسط پروتئین، حرکت ترک ها را دشوارتر می کنند.
وقتی ترک درون یخ آغاز به گسترش می کند، به شبکه سلولزی برخورد می کند و این شبکه مانعی در مقابل پیشروی آن می شود. پروتئین طراحی شده هم با اتصال شبکه سلولزی به یخ، این ساختار را محکم می کند. درنتیجه، انرژی بیشتری برای تغییر شکل یا پاره کردن شبکه مورد نیاز است و ترک می تواند متوقف یا به مسیر دیگری هدایت شود.
آزمایش های آزمایشگاهی نشان دادند BioPykrete هنگام تحمل فشار حدود ۱۰ برابر مقاوم تر از یخ خالص است و به سطح مقاومتی مشابه بتن معمولی می رسد. این ماده همینطور قبل از شکست، حدود ۷۰ برابر انرژی بیشتری جذب می کند.
محققان تصور می کنند BioPykrete در آینده می تواند در مناطق قطبی شمال و جنوب مورد استفاده قرار گیرد؛ مناطقی که انتقال بتن، فولاد و سایر مصالح ساختمانی به آنها می تواند پرهزینه و دشوار باشد.
از آنجائیکه این ماده به طور عمده از یخ و سلولز گیاهی ساخته شده است، محققان می گویند احتمال دارد در بعضی سازه های واقع در شرایط سرمای شدید، جایگزینی زیست تخریب پذیر و با ردپای کربنی کمتر برای برخی مصالح باشد.
منبع: bestroid.ir
این مطلب بست روید چطور بود؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات کاربران در مورد این مطلب بست روید
لطفا شما هم در مورد این مطلب نظر دهید