«Отечественный цемент, что есть намного более стойким к перелому, чем что-нибудь, что было развито к настоящему времени, предоставляет нам полностью новые строительные возможности», додаёт Колфен. Столб, сделанный из этого цемента, мог быть выстроен 8 000 метров высотой, либо вдесятеро более большой, чем текущее самое высокое строение в мире, перед тем как материал в его основе будет уничтожен его весом. Обычная сталь, у которой имеется сокровище 250 megapascals, имела возможность лишь достигнуть 3 000 метров в высоте.
В нанонауке архитектура стиля кирпичной стенки может сравниться с работой масона: любой слой кирпича, что положен, проводится в месте минометом. Руководящий принцип обязан выложить слоями тяжело, тогда мягкий, тяжело, тогда мягкие материалы. Это – совершенно верно принципиальное применение природы, дабы сделать позвоночники морского ежа так эластичными. В то время, когда сила применена к хрупкому кальциту, его прозрачный блок вправду раскалывается, но, энергия тогда передана мягкому хаотичному слою.
Так как у этого материала нет самолетов раскола, дабы порваться, он предотвращает предстоящее взламывание. Узкий срез позвоночника морского ежа показывает данный структурный принцип: прозрачные блоки в организованной структуре окружены более мягкой аморфной областью. При морского ежа данный материал – карбонат кальция.
Раковины мидии либо кости выстроены практически таким же методом. «Отечественная цель пребывает в том, дабы извлечь уроки из природы», говорит Гельмут Колфен. Бионика либо biomimetics – термин, использованный для применения природных явлений, дабы вдохновить техническое развитие.
У самого цемента имеется хаотичная структура – любой компонент придерживается всего другие. Это указывает: для цемента, дабы вправду взять прибыль от увеличенной стабильности, обеспеченной постройкой миномёта и кирпича, его структура обязана будет быть реорганизована в наноуровне.
Гельмут Колфен обрисовывает процесс как «кодирование сопротивления перелома в наноуровне». В этом случае это указывает определять материал что связи лишь с цементными наночастицами и ничем иным в цементе.
Примерно десять отрицательно заряженных комбинаций пептида были выяснены, что и придерживайтесь и материалы связи прекрасно.В сотрудничестве с Университетом Штутгарта команда смогла применять луч иона под электронным микроскопом, дабы сократить микроструктуру, имеющую форму бара из наноструктурированного цемента, что составлял три микрометра в размере. Эта микроструктура была тогда согнута, применяя микроманипулятор. Когда это было выпущено, микроструктура возвратилась к ее исходному положению.
Механические сокровища могли быть вычислены на базе упругой деформации микроструктуры. На базе этих вычислений оптимизированный цемент достиг сокровище 200 megapascals. Для сравнения: раковины Мидии, каковые являются золотым стандартом в сопротивлении перелома, достигают сокровище 210 megapascals, которая незначительно выше.
У бетона, в большинстве случаев применяемого сейчас, имеется сокровище двух – пяти megapascals.Посмотрите позвоночники пострела, и раковины мидии сделаны из кальцита, по причине того, что громадные количества кальция дешёвы в воде.
Гельмут Колфен растолковывает: «У людей имеется намного лучшие стройматериалы, чем кальцит. В случае если мы преуспеем в том, дабы проектировать структуры материалов и воспроизведем проекты природы, мы кроме этого будем в состоянии произвести намного более стойкие к перелому материалы – высокоэффективные материалы, вдохновленные по собственной природе».