С помощью графена создан сверхпрочный бетон

Ученые из Великобритании разработали новый композитный материал путем простого добавления графена в бетонную смесь. Он получился намного прочнее обычного бетона: на 146 % при сжатии и 79,5 % при сгибе. Почему графен дает такие свойства и зачем нужен такой материал — читайте в нашем журнале.

Графен

В недавнем времени о графене не говорил только ленивый. Его создали российские ученые, правда, не в России, а в США, в Манчестерском университете, и получили за открытие Нобелевскую премию в 2010 году. Это были Андрей Гейм и Константин Новоселов. Им удалось это сделать, грубо говоря, «раскатав» обыкновенный графит, из которого делают стержни для карандашей. Ведь графен — это, в сущности, двумерный кристалл углерода толщиной в один атом. Необычная форма дает удивительные свойства. Вещество — хороший проводник, так как имеет гексагональную двумерную кристаллическую решетку, по которой отлично передается электрический ток. Он обладает высокой теплопроводностью и прочностью, а при некотором его изменении может стать изолятором. Это позволяет сделать из одного графена целую микросхему из проводников, полупроводников и изоляторов. Именно по этой причине материалом заинтересовались производители процессоров.

Графен продолжают изучать и сегодня, часто появляются публикации о новых перспективах его применения. В 2011 году стало известно, что графен может находиться в естественной среде. Ученые обнаружили следы вещества в планетарных туманностях галактик-спутников Магеллановы Облака.

Сверхпрочный бетон

На этот раз инженеры решили модифицировать обычный бетон простым добавлением в него графена. Точнее, «простым» будет сказать не совсем верно. Авторы работы создали суспензию из графеновых частиц, используя при этом как самостоятельно изготовленный графен, так и приобретенный готовый. Сами они делали материал следующим образом: брали частицы графита и «соскабливали» с них двумерный кристалл при помощи высокоскоростной мешалки. В суспензию также добавляли поверхностно-активное вещество, чтобы оно не позволяло частицам в ней собираться вместе и образовывать «комки». В эту смесь ученые включили цемент, мелкий песок и десятимиллиметровый заполнитель.

Получившийся таким образом бетон продемонстрировал многократно улучшенные характеристики. Его водопроницаемость уменьшилась на 400 %, прочность увеличилась на 146 %, а модуль Юнга (параметр, определяющий устойчивость материала к растяжению и сжатию) вырос на 80,5 %.

Производство нового бетона гораздо экологичнее, чем обычного. Его использование в строительстве сделает здания более прочными и надежными.