Ведущий Борзенков: ученые доказали, что содовая может сделать бетон суперпрочным
Необычные свойства керамики недавно открыли ученые из Швейцарии. Оказывается, обожженная глина – отличный источник энергии. Хотя это не единственные привычные для нас материалы, которые решили использовать в непривычных условиях. И многие из них смогли по-настоящему поразить. Даже банальные вода и соль.
Какие удивительные особенности скрывают привычные нам вещи, рассказали в программе "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.
Как с помощью лимонада сделать бетон суперпрочным
Все давно привыкли, что газировка – это просто напиток. Шипит, щекочет язык и отлично утоляет жажду. Но кто мог представить, что тот самый углекислый газ, который создает эти веселые пузырьки в стакане, способен подарить сверхспособности обычному бетону. Американские и швейцарские инженеры доказали, что содовая может сделать строительный материал суперпрочным. Для этого ученые заменили обычную воду в цементной смеси на газированную, насыщенную CO₂.
"Мы создаем специальные кубики два на два дюйма из особого материала, который поглощает углекислый газ, и цемента. Делаем смесь, формируем кубики и проверяем их на прочность – сколько нужно давления, чтобы их сломать", – рассказал автор разработки Тим Сперри.
Пузырьки углекислого газа вступают в реакцию с компонентами бетона, образуя сверхпрочные кристаллы карбоната кальция. В результате материал становится на треть крепче, а срок его службы увеличивается в разы.
"При изготовлении цементной суспензии углекислый газ становится частью химической реакции, что эффективнее укрепляет структуру бетона. К тому же данный метод снижает выбросы углекислого газа в атмосферу – а их на цементную и бетонную промышленность приходится 8%", – подчеркнул Тим Сперри.
Мы будем строить дома из бумаги, и они будут прочнее бетонных
Впрочем, возможно, из бетона скоро вообще перестанут строить. Потому что перейдут на бумагу, точнее, на целлюлозу. Оказывается, ученые всего мира разбирают древесину на мельчайшие волокна, нанофибриллы, чтобы получить новый композитный материал невиданной прочности, легкости и теплоизоляции.
"Когда исследовали механические свойства, то установили, что по прочности превосходит даже стальную проволоку. Это, конечно, очень заинтересовало. И возникло много групп в самых разных странах, в развитых странах, стали исследовать новый материал, который до этого не был известен, у которого обнаружились такие уникальные свойства", – отметил заведующий лабораторией коллоидных систем межфазных процессов Института химии Дальневосточного отделения РАН Юрий Щипунов.
У уникального материала обнаружился один, но огромный минус – цена. Его производство требовало гигантских затрат, сопоставимых с выплавкой алюминия. Но российские ученые придумали, как делать композит дешевле.
Самое дорогое – нанофибриллы – это волокна целлюлозы тоньше человеческого волоса. Но если добавить к ним частично измельченные волокна, композит останется таким же крепким, а цена станет ниже.
Еще одна статья экономии – противопожарная обработка. Волокна нужно ею не пропитывать, а лишь покрывать тонким слоем. Вот и получится сверхпрочный, сверхлегкий, сверхтеплый и доступный материал, который еще и не горит.
"Видите, он раскаляется. Это температура выше 500 градусов, но материал не горит. Огонь не распространяется вдоль материала. То есть он сохраняется полностью", – указал Щипунов.
Обычная керамика тоже может удивить
Вы думаете, невероятными свойствами могут удивить только газировка и бумага? А вот и нет. Ученые обнаружили, что керамика, которую тысячелетиями использовали для изготовления посуды, может сделать солнечные батареи мощнее в тысячу раз.
Секрет технологии в уникальном дуэте. Обожженную глину ученые соединили с удивительным минералом перовскитом. Он с жадностью поглощает солнечный свет, а пористая структура керамики с оксидом алюминия мгновенно преобразует его в электричество. Вместе они создают сверхэффективные солнечные панели. Такие в десять раз дешевле традиционных батарей с кремнием и работают даже в пасмурную погоду.
"Новая керамическая панель настолько мощная, что может нагреваться до невероятной температуры в 1500 градусов. Более того, под действием солнца керамика превращает воду в водородное топливо, разделяя ее на кислород и водород. Эта технология может обеспечить нас почти бесконечным количеством бесплатной электроэнергии прямо в домах и офисах", – поделился физик, руководитель группы в швейцарских федеральных лабораториях по науке и технологиям материалов Микаэль Перрин.
Это средство станет вашим личным доктором
Отбеливающий компонент обычной зубной пасты – фталоцианин меди – итальянские ученые смогли превратить в крошечный биодатчик. Попадая в организм, он способен проводить диагностику сосудов точнее УЗИ, выявлять опасные токсины в продуктах и передавать данные прямо на ваш смартфон.
Датчики абсолютно безвредны – после диагностики организм их просто переварит, как обычную еду. Вместо токсичных материалов инженеры из Милана использовали пищевое золото для проводников и изоляцию из панциря рака. Когда в съедобную микросхему добавили каплю воды с красителем, она мгновенно ожила и, как настоящий выключатель, загорелась синим светом.
"Из фталоцианина, который мир расходует за день на чистку зубов, можно сделать до десяти тысяч таких транзисторов. А это будущие умные таблетки, которые могут следить за здоровьем человека изнутри организма. Или датчики, контролирующие свежесть еды прямо в упаковке", – рассказал старший исследователь, координатор печатной и молекулярной электроники Центра итальянского технологического института Марио Кайрони.
Какие удивительные свойства проявили обычные соль и вода
На основе соли и воды ученые смогли создать прототип искусственного мозга.
Южнокорейские биоинженеры разработали искусственный синапс – микрочип, который работает почти как нервная клетка человека. Вместо кремния, как в обычных компьютерах, исследователи использовали... воду и соль.
Если быть точным, то ионы натрия и калия, точно такие же, как в нашем мозге. Когда через устройство пропускают электрические сигналы, частицы соли начинают двигаться, и их скорость зависит от силы и частоты импульсов. Такой чип не просто передает данные – он учится и адаптируется, как биологический мозг.
"Наш мозг – это удивительно мощный и при этом очень энергоэффективный компьютер. Он работает не на электричестве, как ноутбук, а в жидкой среде. Скопировав эти принципы, в будущем мы сможем создавать такие же мощные и экономичные компьютеры, как наш мозг", – отметил доктор физико-математических наук, профессор Утрехтского университета Герард Хофт.
Кто бы мог подумать, что обычные вещи скрывают такие сверхспособности. Ученые доказали: гениальность кроется в простоте. И кто знает, какие еще чудеса прячутся в привычных вещах и материалах вокруг нас.
