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

Вулканы, которых не было Вулканы, которых не было

Самые знаменитые выдуманные вулканы

Вокруг света
Звезды манящие Звезды манящие

Ослепительная вспышка, которой уже некого слепить, миг неуловимый

Знание – сила
Великая пустота Великая пустота

Монголия – наименее населенная страна мира

Вокруг света
«Я женюсь на Гале каждый момент, когда на нее смотрю» «Я женюсь на Гале каждый момент, когда на нее смотрю»

Галина Вишневская и Мстислав Ростропович. Две выдающиеся личности

OK!
Движение в жизнь Движение в жизнь

Экзоскелеты, которые помогают ходить людям, утратившим эту способность

Harper's Bazaar
«Двойка» за хорошее поведение «Двойка» за хорошее поведение

BMW M2 Gran Coupe: баварское купе, которое на самом деле седан

Автопилот
От мала до велика От мала до велика

Рассматриваем рекордсменов из царства животных

Наука и жизнь
Русско-американские отношения в XIX веке. Часть 2 Русско-американские отношения в XIX веке. Часть 2

Какими были отношения США и России накануне войны между Севером и Югом

Наука и техника
Революция со счастливым концом Революция со счастливым концом

Рубеж XIX и XX веков отмечен бурными событиями в целом ряде наук

Знание – сила
Когда медицинские практики прошлого у нас в крови… Когда медицинские практики прошлого у нас в крови…

На протяжении почти 2000 лет для лечения болезней использовалось кровопускание

Знание – сила
Гладкая мускулатура самолета – электродвигатели Гладкая мускулатура самолета – электродвигатели

Как выглядят авиационные электродвигатели, где установлены и как управляются?

Наука и техника
Недоросли, скотинины, бригадиры и Стародум Недоросли, скотинины, бригадиры и Стародум

И спустя 200 лет пьесы Дениса Фонвизина остаются интересны и востребованы

Знание – сила
Беззубый театр. Беседа на спорные темы Беззубый театр. Беседа на спорные темы

Продолжение статьи худрука Марка Розовского о современном театре

Знание – сила
Авианосцы ВМС Индии XXI века Авианосцы ВМС Индии XXI века

История постройки авианосца «Викрант»

Наука и техника
Сарацинка, воительница, христианка Сарацинка, воительница, христианка

В эпоху джахилийи у разных племен бедуинов положение женщин различалось

Знание – сила
Монеты в восточной пыли Монеты в восточной пыли

Важным источником наших знаний об античной истории являются монеты

Знание – сила
Перовскитные солнечные элементы как перспективное направление зеленой энергетики Перовскитные солнечные элементы как перспективное направление зеленой энергетики

Как перовскитные солнечные элементы сделают энергетическую систему экологичнее?

Наука и техника
Сверхурочная экономика Сверхурочная экономика

Власти и работодатели концептуально договорились об изменении Трудового кодекса

Ведомости
Возвращение гребного колеса Возвращение гребного колеса

Первые упоминания о гребном колесе относятся еще к древнейшим временам...

Наука и техника
«Галилея археологов» «Галилея археологов»

Археологи давно борются с искушением перекопать поглубже всю Святую Землю

Знание – сила
В тени новой биологии, или Вверх по лестнице, ведущей вниз В тени новой биологии, или Вверх по лестнице, ведущей вниз

Сравнительная анатомия – старая наука, интеллектуальный опыт которой очень богат

Знание – сила
Биология на рубеже веков, или Сто лет тому вперед Биология на рубеже веков, или Сто лет тому вперед

Биология в 1900-х годах по темпам своего развития ничуть не отставала от физики

Знание – сила
Водяные козлы – аристократы саванн Водяные козлы – аристократы саванн

«Водяных козлов я часто встречал в восточноафриканской саванне»

Знание – сила
Угольщикам недогрузили триллионы Угольщикам недогрузили триллионы

Минэнерго оценило потери российской угольной отрасли в 2 трлн руб

Ведомости
Система Юпитера: Ганимед и Каллисто Система Юпитера: Ганимед и Каллисто

Что делает Ганимед и Каллисто очень интересными космическими телами?

Наука и техника
Космический буксир: мирный атом или ненаучная фантастика? Космический буксир: мирный атом или ненаучная фантастика?

Чем интересна перспектива использования ядерного двигателя в космосе?

Наука и техника
Островский – революция в русском театре Островский – революция в русском театре

Гончаров, известный трилогией на букву «О», был интересным и метким критиком

Знание – сила
Вновь о темной материи Вновь о темной материи

Проблема темной материи всерьез привлекает ученых

Знание – сила
Новости науки Новости науки

Обнаруженная в ранней Вселенной грандиозная галактика и другие новости науки

Знание – сила
Физика в поисках ответа на разгадку бытия: от Эйнштейна до Хокинга и Лоуренса Краусса Физика в поисках ответа на разгадку бытия: от Эйнштейна до Хокинга и Лоуренса Краусса

Почему существует Вселенная? Почему существует мир, почему в нем есть мы?

Знание – сила
Открыть в приложении