Древние ископаемые подали ученым идею суперпрочного биобетона
Группа ученых-материаловедов, дизайнеров и инженеров из Пенсильванского университета разработала новый строительный материал, который повторяет структуру раковин диатомовых водорослей. Этот материал назван «живым» за способность меняться и увеличивать свою прочность путем поглощения CO2 и превращения его в карбонат кальция. Примерно так, как это и происходит в живой природе с диатомовыми водорослями.
За основу взят материал диатомит — порошкообразное вещество, которое получают из измельченных ископаемых диатомовых водорослей. У него высокая пористость, что делает его эффективным поглотителем газов — но, в отличие от других материалов, его пористая структура не снижает прочность. Ученые добавили в него цемент, мелкий песок и микрокремнезем, а также пластификатор, чтобы получить полужидкую смесь, которая пригодна для 3D-печати.
3D-печать нужна для создания из такого «биобетона» сложных трехмерных структур, по аналогии с устройством раковин диатомовых водорослей. Это дает экономию материала на 60 % при сохранении прочности на сжатие готовых изделий на уровне 90 % показателей классического бетона. Также они получились пропорционально легче. Но главное – у нового материала соотношение площади поверхности к объему выросло на внушительные 500 %.
Чем больше площадь, тем эффективнее идет поглощение углерода — оно увеличилось на 32 % на единицу массы бетона. Для большей эффективности этого процесса готовый бетон дополнительно покрыли слоем гидроксида кальция. Благодаря этому постройки из такого биобетона смогут очищать атмосферу и одновременно становиться прочнее и долговечнее.