ساخت نوعی یخ که به اندازه بتن مقاوم است
به گزارش گردو دانلود، دانشمندان نوعی یخ تقویت شده به نام BioPykrete ساخته اند که حدود 10 برابر از یخ معمولی مقاوم تر است و قبل از شکستن می تواند حدود 70 برابر انرژی بیشتری جذب نماید، چنین مقاومتی را می توان با بتن مقایسه کرد.
به گزارش گردو دانلود 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 خیلی 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 موضوع 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 استواری بیشتری داشت و دیرتر ذوب می شد. تفاوت رویکرد جدید این است که محققان نه فقط مواد تقویت کننده را به یخ اضافه کرده اند، بلکه نحوه اتصال آنها را نیز در مقیاس مولکولی کنترل کرده اند.
در یخ معمولی، حتی ترک های کوچک می توانند به سرعت گسترش پیدا کنند و موجب 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 نیز 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 همین طور 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 عمدتا از یخ و سلولز گیاهی ساخته شده است، محققان می گویند احتمال دارد در تعدادی سازه های واقع در وضعیت سرمای شدید، جایگزینی زیست تخریب پذیر و با ردپای کربنی کمتر برای برخی مصالح باشد.
به اجمال، 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. از آنجائیکه این ماده عمدتاً از یخ و سلولز گیاهی تولید شده است، پژوهشگران می گویند احتمال دارد در تعدادی سازه های واقع در وضعیت سرمای شدید، جایگزینی زیست تخریب پذیر و با ردپای کربنی کمتر برای برخی مصالح باشد.
منبع: گردو دانلود
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
عقیده کاربران گردو دانلود در مورد این مطلب