Недавние исследования и исследования показали, что графен будет материалом будущего. Но новое открытие ученых из Университета Пердью в Соединенных Штатах может поставить другого конкурента в список материалов для нового тысячелетия.

Большой прорыв исследовательской команды заключается в том, что крошечные кристаллы целлюлозы, которые составляют деревья и растения, такие же твердые, как сталь. Расчеты с использованием точных моделей, основанных на атомной структуре целлюлозы, показали, что эти кристаллы могут удерживать до 206 гигапаскалей, что позволяет сравнивать их со сталью.

«Это материал, который раскрывает действительно удивительные свойства. Это изобилие, возобновляемость и один из отходов бумажной промышленности », - объясняет Пабло Д. Заваттьери, профессор гражданского строительства в американском институте.

Малые сооружения

Источник изображения: Репродукция / Университет Пердью

Тот факт, что растительные конструкции имеют такую ​​же прочность, что и металлический сплав, достаточно удивителен. Но помимо этого, мы должны принять во внимание, что структуры чрезвычайно малы по размеру.

Анализ показал, что кристаллы шириной 3 нанометра и длиной 500 нанометров имели жесткость 206 гигапаскалей. Но что это значит?

По словам Заваттьери, эти измерения представляют собой структуру, которая равна 1/1000 размера песчинки. «Очень трудно измерить эмпирически свойства этих кристаллов, потому что они действительно крошечные, (...) что делает их слишком маленькими, чтобы их можно было изучать с помощью микроскопов, и их трудно измерять лабораторными инструментами», - говорит исследователь.

Тем не менее, мы знаем, что один концерт составляет один миллиард, а Пасхальная представляет собой единицу давления, приложенного в одном квадратном метре, в соответствии с Международной системой единиц. Теперь просто сложите все вместе и умножьте на 206, чтобы понять, что структура действительно может быть гораздо более жесткой, чем мы могли себе представить.

Возможные применения

Источник изображения: Репродукция / Университет Пердью

Ученые стремятся вспомнить, что исследование находится в зачаточном состоянии и что идеальные структуры нанокристаллов целлюлозы еще не найдены. Тем не менее, будущее исследований выглядит многообещающим.

Если исследование будет продолжаться, как и ожидалось, считается, что кристаллы могут создать новый класс биоматериалов с многочисленными применениями, начиная от укрепления и модификации строительных материалов (таких как пластик и бетон) до строительных автомобильных компонентов.

Еще одна хорошая новость заключается в том, что нанокристаллы целлюлозы можно удалять и очищать от деревьев и других растений. Это представляет множество возобновляемых источников, таких как водоросли, оболочники и бактерии, производящие целлюлозу. Команда также ожидает, что отходы целлюлозы, поступающие в бумажную и биотопливную промышленность, также могут служить обильным и экономически эффективным источником.