Команда інженерів з Пітсбурга розробила екологічно чистий метаматеріальний бетон, здатний ефективно проводити електрику.
Що спільного між дамбою Гувера, Сіднейським оперним театром, Великою Китайською стіною та Пантеоном? Всі вони є прикладами неймовірної амбітної бетонної конструкції. Але наш найбільш широко використовуваний будівельний матеріал також залишає неймовірний вуглецевий слід: на його енергоємне виробництво припадає 8% глобальних викидів. Це спонукало інженерів замість цього звернутися до інших будівельних матеріалів, таких як льон та різні суміші для більш екологічно чистих композитних бетонів.
Інженери з Університету Пітсбурга прагнуть вивести бетон на футуристичний рівень за допомогою свого легкого, багатофункціонального, легко адаптованого інтелектуального інфраструктурного продукту, який можна адаптувати до різних конструкцій і навіть генерувати власний електричний заряд.
“Сучасне суспільство використовує бетон в будівництві протягом сотень років після його первісного створення стародавніми римлянами, — розповів автор дослідження Амір Алаві, доцент кафедри цивільного та екологічного будівництва. – Масове використання бетону в наших інфраструктурних проектах має на увазі необхідність розробки нового покоління бетонних матеріалів, які є більш економічними і екологічно стійкими, але при цьому володіють розширеними функціональними можливостями. Ми вважаємо, що можемо досягти всіх цих цілей, впровадивши метаматеріальну парадигму в розробку будівельних матеріалів».
Метаматеріал складається з армованих ауксетичних полімерних решіток всередині провідної цементної матриці. Провідний цемент, посилений графітовим порошком, утворює електрод, а механічний тригер може генерувати контактну електризацію між шарами. Він не може виробляти достатньо енергії для передачі в мережу, але його потенційно можна використовувати для моніторингу пошкоджень всередині бетонних конструкцій, наприклад, у разі землетрусу.
Фізично сам метаматеріал можна точно налаштувати відповідно до потреб збірки, змінивши його гнучкість, форму і крихкість, і в тестах він може стискатися до 15% при збереженні своєї структурної цілісності.
“Цей проект являє собою перший композитний бетон з метаматеріалу з надстисненістю і здатністю накопичувати енергію. Такі легкі та механічно настроювані бетонні системи можуть відкрити двері для використання бетону в різних додатках, таких як амортизуючі інженерні матеріали в аеропортах, щоб допомогти уповільнити літаки, що сідають, або сейсмічні системи ізоляції основи», — зазначив Алаві.
Команда вважає, що багатофункціональний бетонний матеріал може стати широко використовуваним компонентом в інфраструктурі, оскільки він “масштабований, економічно ефективний і може самостійно підтримувати свою діяльність шляхом збору зеленої енергії”. А в майбутньому (буквально) цей інтелектуальний інженерний продукт може навіть живити мікросхеми, вбудовані в автомагістралі, щоб зарядити електромобілі на автопілоті.
#Створено #провідний #бетон #майбутнього #екологічно #чистих #метаматеріалів
Source link
