Человеческие кости вдохновили ученых на создание сверхпрочного бетона

Американские ученые-биотехнологи из Принстонского университета создали сверхпрочный материал на основе цемента, придав ему структуру жесткого внешнего слоя человеческой кости. Исследование опубликовано в научном журнале Advanced Materials (AdvMat).

Конструкция нового бетона позволяет ему сопротивляться растрескиванию и внезапному разрушению.

Разработка команды была вдохновлена устройством кортикальной оболочки бедренных, благодаря которой эти части скелета устойчивы к переломам. Кортикальная кость состоит из эллиптических трубчатых компонентов, известных как остены, встроенных в органическую матрицу. Такая архитектура не дает трещинам появляться вокруг остеонов.

Конструкция включает цилиндрические и овальные трубки внутри цементной смеси, которые взаимодействуют с трещинами.

Биотехнологи обнаружили, что трубки инициируют механизм поэтапного упрочнения, при котором трубчатые части останавливают распространение трещин и рассеивают энергию.

По словам исследователей, трубчатый бетон оказался в 5,6 раза прочнее обычного. Кроме того, такая конструкция не требует армирования другими материалами, поскольку укрепляющий эффект достигается за счет особенностей ее структуры.