Сегодня около 90 % всех традиционных строительных изоляционных материалов сделано из пластмассы и минеральных волокон.
Требования к таким материалам просты. Они должны обладать хорошей теплоизоляцией, быть устойчивыми к огню и легко перерабатываться.
Задача по созданию именно такого материала была выполнена специалистами из Геттингена. Они разработали процесс изготовления устойчивой и эффективной изоляционной плиты на основе кукурузы.
Тесты показали, что плиты обладают отличными “теплоизоляционными свойствами” и очень хорошо защищают от огня.
Самое большое преимущество изоляции из попкорна заключается в том, что это материал на растительной основе. Это делает его экологически чистым и хорошей альтернативой нефтепродуктам и другим промышленным пластмассам.
Новый процесс, основанный на технологии производства пластмасс, позволяет экономически эффективно производить изоляционные плиты в промышленных масштабах.
Кроме того, "кукурузные плиты" являются водоотталкивающими, что увеличивает их полезность и сроки эксплуатации.
Пока одни ученые приспосабливали для строительства кукурузу, другие нашли полезное применение бактериям.
Выяснилось, что бактерии способны быть ключевой составляющей при создании невероятно прочных материалов, которые можно использовать в самолето- и автомобилестроении, а также при производстве брони.
Ученые из Южной Калифорнии использовали бактерии для получения композитного материала, более прочного, чем любые существующие синтетические продукты. Прочность зависит от формы.
Одной из самых прочных структур, встречающихся в природе, является структура Булигана. Эта “изогнутая” форма получается путем создания нескольких слоев материала под различными углами.
Одним из наиболее известных примеров этой структуры в природе является ногочелюсти креветки-богомола. Ими ракообразные спокойно разбивают крепкие панцири моллюсков и крабов.
Однако структуру Булигана трудно создать искусственно. Ученые попытались задействовать определенный вид бактерий S. pasteurii, чтобы они секретировали кальциевый композит в форме булигановой структуры.
“Бактерии знают, как экономить время и энергию. У них есть свой собственный интеллект, и мы можем использовать их сообразительность для разработки гибридных материалов, которые абсолютно превосходят синтетические варианты”, - говорит ученый Ван.
“Мы делаем важный шаг вперед. Мы используем живые бактерии в качестве инструмента для непосредственного выращивания удивительных структур, которые невозможно создать самостоятельно”.
Исследователи выбрали бактерию S. pasteurii, потому что она естественным образом выделяет фермент, называемый уреазой. Когда этот фермент подвергается воздействию ионов мочевины и кальция, из него получается карбонат кальция, очень стойкий минерал, содержащийся в костях и зубах.
Поскольку ученые не могут приказать бактериям выделять ферменты в искаженной форме, исследователям пришлось им помогать. Они напечатали 3D-трафарет, на который подсадили бактерии. Прошло совсем немного времени и у исследователей появилась структура Булигана из карбоната кальция.
Ученые немедленно подвергли полученный материал испытаниям на механическое напряжение. Материал продемонстрировал три показателя структурной целостности: превосходную прочность, устойчивость к разрушению и энергетическую стойкость.
Ни один из существующих материалов не содержит комбинации всех трех элементов, которые демонстрируют такие удивительные показатели.
У новой конструкции есть еще одно преимущество. Поскольку она создана живыми существами, она может “самовосстанавливаться”, устраняя необходимость полной замены поврежденных элементов.
"Когда эти материалы будут повреждены, мы сможем ввести бактерии, чтобы вырастить их снова. Например, если мы используем их в конструкции моста, мы можем в любой момент исправлять повреждения”, - говорит специалист.
0 comments