Ученые разработали высокопрочный цемент на основе дерева

Природа часто предлагает многообещающее вдохновение для создания биомиметических материалов. Группа ученых в области передовых материалов, инженерии и науки из Китая под руководством Фахенг Ван разработали новые цементные материалы на основе однонаправленной пористой архитектуры, имитирующей конструкции из натурального дерева. Полученный в результате древесный цементный материал показал более высокую прочность при одинаковой плотности, наряду с многофункциональными свойствами для эффективной теплоизоляции, водопроницаемости и легкости регулирования водоотталкивания. Это сделало древесный цемент новым многообещающим строительным материалом для деревянных конструкций с высокими характеристиками. 

Пористые материалы на основе цемента обладают низкой теплопроводностью для теплоизоляции, высокой звукопоглощающей способностью, отличной проницаемостью для воздуха и воды при сохранении небольшого веса и огнестойкости. Тем не менее, ключевой задачей по-прежнему остается достижение одновременного улучшения как механических, так и многофункциональных свойств, включая механическую поддержку, эффективную транспортировку и хорошую теплоизоляцию. Поэтому очень актуальным представляет разработка материалов с улучшенными механическими и многофункциональными свойствами, чтобы активно реализовывать принципы проектирования натурального дерева. 

Используя технику создания ледяных шаблонов ученые создали новый подход к созданию однонаправленных микропор для применения в керамике, полимерах, металлах и их композитах. Ученые разработали процесс обработки сублимационной сушкой, основанный на самоотвердевающем поведении цемента при контакте с реакциями гидратации. Получившаяся в результате подобная дереву цементная архитектура содержала множество пор в открытой или закрытой форме и множество соединений, соединяющих их ламели. Когда пористость увеличивалась, прочность цемента снижалась. Древесный цемент также отличался более низкой теплопроводностью и хорошей водопроницаемостью. Простая и практичная стратегия разработки материалов в сочетании с самозатвердевающей природой его составляющих может значительно улучшить временную и экономическую эффективность метода ледового моделирования для формирования устойчивого бетона с потенциалом для переноса этого метода на другие системы материалов.

Источник

Добавить комментарий