Графен сделал бетон прочнее на 146 процентов

Исследователи из Великобритании смогли сделать бетон значительно прочнее, добавив в него графен. Полученный таким образом композит оказался на 146 процентов прочнее на сжатие, а его теплоемкость была на 88 процентов выше, говорится в статье, опубликованной в журнале Advanced Functional Materials.

Бетон — самый распространенный искусственный материал в мире, он применяется при строительстве большинства современных сооружений. Ученые постоянно работают над улучшением его свойств, некоторые из них используют те же компоненты, но добиваются улучшений за счет новой структуры, а другие добавляют в состав бетона новые материалы.

Такой подход выбрала и группа под руководством Моники Феличии Крачун (Monica Felicia Craciun) из Эксетерского университета. Ученые создали технологию упрочнения бетона с помощью графеновых включений. Для этого они подготовили суспензию из графеновых частиц, отслаивая от частиц графита слои графена с помощью высокоскоростной мешалки. Помимо самих графитовых хлопьев в растворе находилось поверхностно-активное вещество, которое стабилизирует суспензию и не дает частицам в ней собираться в большие образования. Помимо приготовленных самостоятельно, исследователи также использовали и коммерчески доступный графен.

Ученые создали образцы «графенового» бетона, смешав суспензии графена с портландцементом, мелким песком и десятимиллиметровым заполнителем. Они залили смесь в десятисантиметровые кубические формы и после застывания выдерживали их в воде для увеличения прочности. Также исследователи изготовили образцы контрольной группы, использовав при их создании те же материалы и процессы, но заменив графеновую суспензию на воду. Выяснилось, что, в зависимости от концентрации графена, модуль Юнга может вырастать на 80,5 процентов, а прочность на сжатие на 146 процентов. Кроме того, ученые выяснили, что теплоемкость такого бетона вырастает на 88 процентов, а его водная проницаемость падает в несколько раз.

В 2016 году американские ученые создали новый тип бетона, который может служить электромагнитным экраном — клеткой Фарадея. Разработчики предложили делать из нового бетона здания, внутри которых работают сложные и стратегически важные вычислительные системы, включая системы управления атомными электростанциями.

Григорий Копиев