Крупный научный прорыв, особенно актуальный для суровых условий Арктики и Субарктики, может коренным образом изменить подход к строительству в этих экстремальных регионах. Ученые из Якутска представили бетон будущего, который не только значительно прочнее обычного, но и обладает «умными» свойствами — он может проводить электрический ток и чутко реагировать на механические нагрузки.
Секрет инновации кроется в добавлении в обычную бетонную смесь ничтожно малого количества оксида графена — сверхпрочного и высокопроводящего наноматериала. Исследователи экспериментально установили, что добавление всего 0.5% этого модификатора от массы цемента увеличивает прочность бетона на сжатие на впечатляющие 48%. При этом материал приобретает новые, почти фантастические способности.
Такой «графеновый» бетон начинает работать как датчик. При сжатии его электрическое сопротивление падает, а при снятии нагрузки — возвращается к исходным значениям. Чувствительность материала настолько высока, что увлажненный образец регистрирует даже нажатие пальца. В момент же разрушения образца происходит резкий скачок сопротивления, что позволяет точно фиксировать критические повреждения. Это открывает путь к созданию конструкций, которые смогут сами «сообщать» о своем состоянии, предупреждая об опасных деформациях.
Это открытие особенно важно для Арктики, где надежность инфраструктуры — вопрос безопасности. Новый материал может быть использован для создания систем мониторинга состояния зданий и мостов, самообогревающихся дорожных покрытий, что решит проблему обледенения, а также эффективного заземления для опор линий электропередач. Исследование, поддержанное Российским научным фондом, открывает эру «умных» и многофункциональных инфраструктурных решений для освоения самых труднодоступных территорий планеты.
Исследование опубликовано в журнале «Природные ресурсы Арктики и Субарктики»
Создано при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Десятилетия науки и технологий (ДНТ), объявленного Указом Президента Российской Федерации от 25 апреля 2022 г. № 231.
