Исследователи обратились к природе, вдохновляясь структурой раковин моллюсков, чтобы создать улучшенный материал.
Ученые из Принстонского университета разработали новый цементный композит, который обладает удивительной эластичностью и стойкостью к разрушению.
Раковины представляют собой сложный органо-неорганический композит. Они состоят из твердых минеральных пластин арагонита, соединенных гибким биополимером.
Хотя пластины из арагонита хрупкие, гибкость биополимера позволяет им деформироваться без разрушения. Именно эта особенность делает перламутр прочным материалом.
Ученые решили создать цементный композит, который имитирует структуру перламутра. Они сформировали шестиугольные «таблетки» из цементного теста и сложили их в несколько слоев, разделяя поливинилсилоксаном.
После этого материал подвергся серии испытаний. Сравнительные тесты показали, что обычные балки из цементного теста были хрупкими и легко ломались.
Однако композитные балки, имитирующие структуру перламутра, проявили на 19 раз большую пластичность и на 17,1 раза большую стойкость к разрушению, сохраняя высокую прочность.
Ученые отметили, что их подход основан на биотехнологиях и не просто имитирует естественные структуры, а извлекает уроки из принципов, лежащих в их основе. Это помогает разработать новые материалы, созданные человеком, с улучшенными свойствами и применимыми в различных отраслях.