Лёд с нанопеском, судьба ферментов на Марсе и автоэлектроны

Наука и жизньНаука

Рефераты

Подготовил Леонид Ашкинази

Лёд с нанопеском

У льда как у строительного материала для Крайнего Севера много плюсов — например, он там есть везде, и он экологичен. Однако хотелось бы, чтобы он был прочнее. Коренные народы Севера упрочняют лёд, добавляя в него ягель и мох. Имеется обширный современный практический опыт упрочнения льда добавлением песка, гальки и опилок, а в лабораторных условиях добавляли в лёд волокна. Этими способами прочность удаётся повысить, но незначительно.

Сотрудники МГУ и Тамбовского государственного университета им. Г. Р. Державина предприняли попытку уменьшить размер добавляемых частиц, причём с переходом в нанообласть. Они изготавливали искусственный лёд из воды и приблизительно сферических наночастиц SiO2 размером 10—20 нм, содержание которых изменялось от 0,003 до 10% по массе. Добавление наночастиц сделало лёд мелкоструктурным: исходный средний размер кристаллов льда был 500 мкм, а при добавлении 0,03—10% частиц он стал 240—80 мкм. Прочность (выдерживаемое давление при сжатии) полученного композита при содержании 0–0,1–1–5–10% частиц составила соответственно 13–20–27–30–32 МПа, то есть по отношению к льду без добавления частиц прочность увеличилась в 2,5 раза. Поскольку при этом возросла и предельная деформация, то увеличилась на порядок энергоёмкость разрушения (работа, которую надо затратить для разрушения материала), что важно, в частности, при импульсных нагрузках.

По мнению авторов исследования, механизм эффекта таков: наличие наночастиц увеличивает количество центров кристаллизации, поэтому кристаллы становятся мельче. Разрушение льда начинается с микротрещин, которые возникают по границам кристаллов. Однако длина микротрещин ограничена размерами кристаллов, то есть мелкие кристаллы мешают трещинам расти.

В дальнейшем предполагается провести широкое исследование с варьированием вещества, формы, размера и концентрации частиц.

Головин Ю. И., Самодуров А. А., Родаев В. В. и др. Упрочнение поликристаллического льда наночастицами диоксида кремния. Письма в ЖТФ, 2023, вып. 11, с. 15.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

На пороге квантового превосходства На пороге квантового превосходства

Квантовые компьютеры: чем они отличаются об обычных и какие задачи выполняют?

Наука и жизнь
Патриотизм «подлинный» и «показной» Патриотизм «подлинный» и «показной»

Некогда мы гордились тем, что считали себя самой читающей страной

Дилетант
Млечный путь Млечный путь

Свиньи и дельфины — близкие родственники, а лошадь роднее собаке, чем корове

Вокруг света
Мертвые дети, неравенство и травмы Мертвые дети, неравенство и травмы

Настоящий мир вымышленного Питера Пэна

Weekend
На склонах Окского каньона На склонах Окского каньона

Ока здесь течёт в узкой долине, за что она и получила название Окского каньона

Наука и жизнь
Новое открытие в нейробиологии: ученые разобрались, как на самом деле работает память Новое открытие в нейробиологии: ученые разобрались, как на самом деле работает память

Какой процесс играет ключевую роль в том, как хранятся воспоминания?

Inc.
Тупики победоносной войны Тупики победоносной войны

Причин для участия в подпольных движениях у португальских колоний было немного

Дилетант
В Португалии нашли выгравированные в эпоху верхнего палеолита фигуры животных В Португалии нашли выгравированные в эпоху верхнего палеолита фигуры животных

Археологи обнаружили в Португалии новые произведения палеолитического искусства

N+1
Зарплатно-гендерный вопрос Зарплатно-гендерный вопрос

Удовлетворенность размером зарплаты среди мужчин и женщин практически сравнялась

Ведомости
Мария Мацель: «Теперь наконец я могу делать и что-то свое» Мария Мацель: «Теперь наконец я могу делать и что-то свое»

Актриса Мария Мацель — о том, как снимаются фильмы-сны

Ведомости
Сверхурочная экономика Сверхурочная экономика

Власти и работодатели концептуально договорились об изменении Трудового кодекса

Ведомости
Оккульт-привет Оккульт-привет

Как сместить фокус внимания россиян с эзотерики?

Ведомости
Странный, но очень важный аспект: почему спринтеры начинают свой забег с низкого старта Странный, но очень важный аспект: почему спринтеры начинают свой забег с низкого старта

Каково преимущество низкого старта и почему его не используют марафонцы

ТехИнсайдер
8 ошибок, которые все совершают, когда готовят салат с тунцом 8 ошибок, которые все совершают, когда готовят салат с тунцом

Не любишь салат с тунцом? А ты точно правильно его готовишь?

VOICE
Читаем Читаем

Книги о мечтателях, бунтарях, романтиках, о тех, кто не сдается и меняет правила

СНОБ
Ольга Звагольская Ольга Звагольская

Креативный редевелопер Ольга Звагольская создала «Третье место» и арт-ярмарку

Собака.ru
Валдис Пельш: Как ревели горы Валдис Пельш: Как ревели горы

История-подъем, превозмогание, смелость и безумие

Maxim
«Мне нечего прятать» «Мне нечего прятать»

О необходимости высказывания в мире, любви к своему дому и об отношениях с отцом

Правила жизни
Денис Власенко. Наш киношный Сигма-Бой Денис Власенко. Наш киношный Сигма-Бой

Денис Власенко уверен — творчество должно рождаться из счастья, а не из горя

Караван историй
«Я не считаю, что кто-то придет и за меня все сделает» «Я не считаю, что кто-то придет и за меня все сделает»

Компания Foroom заменила иностранное оборудование на собственные разработки

Монокль
Местоимение первого лица единственного числа Местоимение первого лица единственного числа

В русском языке «я» подозрительно похоже на детское «ай»

Seasons of life
Дерево, полное макарон Дерево, полное макарон

Эти деревья с плодами, похожими на макаронины, неизменно вызывают интерес

Наука и жизнь
3D-печатные пещеристые тела восстановили эрекцию у свиней 3D-печатные пещеристые тела восстановили эрекцию у свиней

Ученые создали биомиметические модели полового члена свиньи с помощью 3D-печати

N+1
Передел Европы Передел Европы

Демонстрации неколебимого единства и согласия в Потсдаме явно не получилось

Дилетант
Пойдем копать картошку Пойдем копать картошку

Парадоксально, но не каждый умеет обращаться с уважаемым продуктом — картофелем

Bones
Вяление Вяление

Вяление и его производные дают интересные и порой неожиданные результаты

Bones
Вечный двигатель Вечный двигатель

Белла Филатова о том, как «чужое» место может стать «своим»

Seasons of life
Охотники за сырьем Охотники за сырьем

Ради каких неочевидных природных ресурсов раньше любили затевать войны?

Вокруг света
Каким мог стать Ту-204: как советские конструкторы искали идеальный авиалайнер Каким мог стать Ту-204: как советские конструкторы искали идеальный авиалайнер

За 15 лет видение о том, каким должен быть Ту-204, несколько раз менялось

ТехИнсайдер
Мрамор и снег Мрамор и снег

Отвергнутый Вакх, рогатый Моисей – история работ Микеланджело Буонарроти

Вокруг света
Открыть в приложении