Ученые из Инженерной школы Дальневосточного федерального университета нашли способ сделать композитную арматуру более прочной. Для этого они использовали углеродные нанотрубки, которые получили из мха после его обработки, сообщает издание «Чердак».
Сфагнум бурый. Фото: HermannSchachner / Wikipedia.
По словам ученых, бетонные конструкции, в которых используют композитную арматуру, уступают конструкциям, в которых используется стальная, по некоторым параметрам, например, они сильнее деформируются, и трещины, которые образуются в них, шире. Зато композитная арматура устойчива к коррозии, и по оценке ученых, за счет этого выгоднее на 30%. Инженеры с Дальнего Востока решили укрепить композитную арматуру, использовав нанотехнологии, сообщается в пресс-релизе Дальневосточного федерального университета.
Композитная арматура, как и стальная, нужна в строительстве для создания бетонных конструкций. Она состоит не из металла, а из ровинга — базальтовых или стеклянных волокон, соединенных связующим материалом, например эпоксидной смолой, которая скрепляет волокна и защищает их от агрессивного воздействия окружающей среды. Смола в этой схеме — самая слабая часть, ее и решили усилить.
Композитная арматура.
Изобретатели добавили в эпоксидную смолу углеродные нанотрубки, которые, по словам ученых, на микроуровне выполняют функцию армирующего материала и служат центрами направленной кристаллизации.
«Углеродные нанотрубки обеспечивают лучшее сцепление компонентов и, как следствие, повышают прочность материала», — объяснил Александр Беккер, один из авторов разработки.
Сами нанотрубки сделали из мха сфагнума бурого (Sphagnum fuscum), собранного на болотах нижнего Приамурья. Как пишут ученые, мох выбрали из-за его низкой теплопроводности и высокой устойчивости к разложению. После механической обработки мха, который предварительно подвергают пиролиз — разложению при высокой температуре — получают многослойные углеродные нанотрубки диаметром 10−20 нанометров, которые ученые и используют для укрепления арматуры.
По словам ученых, новая арматура с нанотрубками по сравнению с обычной на 75−97% лучше сопротивляется растяжению и более стойко выдерживает деформации, на 7−15%.
Авторы разработки — директор ИШ ДВФУ Александр Беккер и научный сотрудник международного научно-образовательного центра «R&D центр «Арктика» Андрей Уманский — уже получили на свое изобретение патент.
