Учёные создали BioPykrete — лёд в десять раз прочнее обычного


Исследователи Еврейского университета Иерусалима разработали BioPykrete — материал на основе льда, нанокристаллов целлюлозы и специально созданного белка. В лабораторных испытаниях его прочность при сжатии оказалась примерно в десять раз выше, чем у обычного льда. О разработке сообщил университет.

По этому показателю авторы сравнивают новый материал с обычным бетоном. Кроме того, BioPykrete поглощал примерно в 70 раз больше энергии до разрушения. Под нагрузкой он деформировался постепенно, тогда как обычный лёд склонен внезапно раскалываться.

Укреплять лёд растительными волокнами пробовали ещё во время Второй мировой войны. Тогда исследователи экспериментировали с пайкеритом — смесью льда и древесной массы. Новая работа развивает эту идею: учёные сосредоточились на том, как связать компоненты материала на молекулярном уровне.

Для этого в воду добавили нанокристаллы целлюлозы — мелкие жёсткие частицы вещества, которое формирует основу растительных клеточных стенок. При замерзании они образуют пространственную сеть между кристаллами льда, препятствующую распространению трещин.

Дополнительно исследователи разработали белок из двух частей: одна связывается со льдом, другая — с целлюлозой. Он действует как молекулярный клей. Добавление такого связующего примерно удвоило прочность и поглощаемую до разрушения энергию по сравнению с аналогичной смесью без него.

Авторы рассматривают холодные регионы, включая Арктику и Антарктику, как возможную область применения разработки. Доставка традиционных строительных материалов туда сложна и дорога, поэтому конструкции преимущественно из льда могли бы стать альтернативой для отдельных задач.

Однако до практического строительства ещё далеко. Пока BioPykrete остаётся экспериментальным материалом. Необходимо выяснить, как он выдерживает длительные нагрузки, повторное замораживание и оттаивание и насколько сильно меняет форму со временем. Предполагаемые экологические преимущества также потребуют оценки: растительное происхождение компонентов само по себе не доказывает низкий углеродный след производства.