Emberi csont inspirálta a jövő cementjét, ami 5-6-szor erősebb lehet
A Princetoni Egyetem mérnökei emberi csontokból merített inspiráció alapján hoztak létre egy cementalapú anyagot, amely 5-6-szor ellenállóbb a sérülésekkel szemben, mint a hagyományos cement. Ez az új fejlesztés jelentős áttörést jelenthet az építőiparban, ahol az anyagok tartóssága és megbízhatósága kulcsfontosságú.
Az új anyagot a csöves csontok kéregállománya (corticalis) ihlette. Ez a szövet a combcsontokban található, és azért felel, hogy nagy terhelést bírjon el, így állva ellen a töréseknek. A kutatócsoport, amelyet Reza Moini, a polgári és környezetmérnöki tanszék adjunktusa, illetve Shashank Gupta harmadéves PhD hallgató vezetett, ehhez hasonló cementpasztát fejlesztett ki. Az anyag megakadályozza a hirtelen repedéseket és az anyag váratlan meghibásodását – állítja az Advanced Materialsban megjelent tanulmány. Az írás szerint a cementpasztába hengeres és elliptikus csöveket építettek, hogy késleltessék a repedések terjedését.
Ezért jöhet jól az építőipar számára
Az építőiparban az anyagok erőssége és szívóssága biztosítja az anyag terhelhetőségét, a repedéseknek való ellenállást és az anyag károsodásának lassítását. A kutatók által kidolgozott technika olyan anyagot hozott létre, ami nemcsak erősebb, hanem lényegesen szívósabb is a hagyományos cementalapú anyagoknál. Az új struktúra a csontok azon tulajdonságaira épít, amelyekkel azok elterelik a repedéseket és megakadályozzák a hirtelen meghibásodást. Ez a megközelítés lehetővé teszi, hogy az anyag ellenállóbb legyen a repedések terjedésével szemben, miközben energiát nyel el.
A hagyományos cement erősítési módszerei gyakran szálak vagy műanyagok hozzáadásán alapulnak, azonban a Princeton kutatóinak megközelítése ezen jócskán túlmutat. Az anyag belső struktúrájának módosításával jelentős javulást értek el az anyag szívósságában anélkül, hogy további anyagokat kellett volna hozzáadniuk.
A kutatók ezen túlmenően egy új módszert is bevezettek, ami lehetővé teszi az anyag szerkezeti rendezetlenségének mérését. Ezt statisztikai mechanikai paraméterek alapján oldják meg, lehetővé téve, hogy az anyagokat ne csak egyszerűen periodikus vagy nem periodikus kategóriákba sorolják, hanem egy spektrumon helyezzék el őket a rendezettség és rendezetlenség mértéke alapján.
Az újonnan kifejlesztett cementalapú anyag nemcsak erősebb, hanem ellenállóbb is, és hosszabb élettartammal bírhat a hagyományos cementnél. A kutatás ezzel fontos lépés lehet az építőiparban, ahol az innovatív megoldások segíthetnek tartósabb és megbízhatóbb építőanyagok létrehozásában.
Gábor János, NEW technology