Ученые всего мира занимаются поиском технологий, которые бы снизили выбросы углерода, в том числе при производстве широко распространенных строительных материалов на основе цемента. Исследователям из Технического института физики и химии Китайской академии наук (Technical Institute of Physics and Chemistry of the Chinese Academy of Sciences, TIPC-CAS*) удалось добиться интересных результатов после изучения гнезд морских червей. Полученные низкоуглеродистые строительные материалы на натуральной основе можно будет использовать в низкоуглеродных конструкциях нового поколения. Возобновляемость и экологичность биоресурсов делает новый строительный материал очень перспективным.
Главная проблема при создании материалов, подобных цементу, найти способ связать зерна. Предлагаются различные виды клея, в том числе созданные под высоким давлением, геополимеры и смолы, но у них есть ограничения в применении, связанные с недостатками механических свойств.
В поисках решения этой проблемы ученые из TIPC-CAS обратили внимание на гнезда морских червей Sandcastle worm. Внушительные замысловатые, словно замки, конструкции, очень прочны благодаря композитному клею, который вырабатывают животные, строя свои гнезда. Этот клей надежно связывает кусочки материалов – песчинки и фрагменты ракушек.
В состав клея, который выделяют Sandcastle worm, входят катионные и анионные белки. Изучив его, ученые предложили новые низкоуглеродистые стройматериалы с прекрасными механическими характеристиками. В основе их новации – противоположно заряженные биополимерные клеи, которые могут скреплять зерна песка пустыни, морского песка, бетонные шлаки и другие материалы при низкой температуре и атмосферном давлении.
Полезные свойства инновационного материала:
- атмосферостойкость;
- водонепроницаемость;
- отличная перерабатываемость, пригодность для вторичной переработки.
Ученые надеются, что предложенная ими технология поможет в недалеком будущем создавать низкоуглеродные конструкции нового поколения.
* Пекинский Технический институт физики и химии Китайской академии наук (TIPC-CAS) специализируется на исследованиях междисциплинарных областей физики, химии и инженерных технологий. Области исследований включают:
- оптические функциональные материалы и устройства;
- функциональные кристаллы и лазерные технологии;
- новые технологии криогенной техники;
- фотохимию;
- биомиметические интеллектуальные межфазные материалы;
- материалы на биологической основе;
- медицинскотехническое оборудование;
- разлагаемые пластиковые материалы.
На сегодняшний день в TIPC работают более 900 сотрудников и 700 аспирантов. TIPC создал национальную ключевую лабораторию, национальный центр инженерных исследований, 6 ключевых лабораторий CAS и несколько исследовательских центров.