Юный техник, 2013 № 02

Исследователи Дельфтского университета проводят испытания бетонного образца, поселив в нем колонии бактерий.

Конечно, в будущем «нетрескающийся» бетон ждет еще много тестов и экспериментов. Однако Алан Ричардсон уверен, что его детище с легкостью пройдет все испытания. Созданный им бетон устойчив к воздействию внешних факторов и стоит не дороже обычного. Ремонтная смесь с чудо-бактериями в своем составе также будет очень полезна при восстановлении уже существующих объектов из бетона.

Ученого поддержали сотрудники голландского Дельфтского технического университета, которые приступили к полевым испытаниям самовосстанавливающегося бетона, трещины в котором заделывают специальные бактерии.

Ученые добавляли в материал гранулы, содержащие споры микроорганизмов, а также гранулы лактата кальция. Помимо того, что это вещество служит источником энергии для бактерий, при его переработке образуется кальцит (одна из форм карбоната кальция), отложения которого и заполняют образующиеся в бетоне щели. Триггером, запускающим процесс залечивания необычного бетона, является образование щели и попадание в нее влаги. До этого момента споры в материале находятся в спящем состоянии и способны сохранять жизнеспособность на протяжении многих лет.

Первые опыты показали, что бактерии действительно способны заделывать трещины кальцитом. При этом исчезают как относительно крупные дефекты, так и микротрещины размером около 0,2 миллиметра. Последние не влияют на механические характеристики материала и обычно допускаются нормами строительства.

В. ЧЕРНОВ

Исследователи из Техасского университета в Далласе (США) вместе с коллегами из Китая, Австралии, Бразилии, Южной Кореи, Канады и Украины создали гибкие искусственные мышцы. Они сокращаются за 25 мс (время, за которое человек не успеет даже моргнуть) и развивают мощность, в 85 раз превышающую ту, которую способны развить равные по размеру мышцы человека, сообщает журнал Science.

Проектом руководит Рэй Баухман ( Ray Н. Baughman ) — известный специалист в области материаловедения (70 патентов в США, свыше 310 научных публикаций). Работа эта длится уже не первый год. Так, в 2009 году в печати уже сообщалось о материале для искусственных мышц, способном одинаково хорошо работать в жидком азоте и расплавленном железе.

Руководитель проекта — Рэй Баухман.

Разработка представляла собой более жесткую, чем сталь, и в то же время еще эластичнее, чем резина, ленту из углеродных нанотрубок. Она способна расширяться и сжиматься за миллисекунды, хорошо проводит ток и может работать при температурах от минус 200 до плюс 1600 градусов по Цельсию.

Теперь Баухману и его коллегам удалось создать непосредственно сами искусственные мышцы. Для этого они опять-таки использовали углеродные нанотрубки, скрутив из них некое подобие микроканата. Причем трубки ученые не оставили полыми, а закачали в них парафин.

Стенки нанотрубок состоят из графита — такого, как если бы его взяли из обычного карандаша. Слоистость обеспечивает материалу достаточную пластичность, чтобы его структура не была повреждена при свертывании в спираль.

Диаметр искусственной мышцы составляет 20 — 200 нанометров, что в 1000 — 10 000 раз меньше диаметра обычного человеческого волоса. При этом по прочности нить-мышца превосходит сталь приблизительно в 100 раз. Полученные мышцы оказались способны поднимать вес в сотни тысяч раз больше собственного, не теряя при этом эластичности. То есть робот с подобными мышцами мог бы заменить небольшой подъемный кран.

В ходе исследования ученые закрепили неподвижно один конец мышцы, на другой повесили микрогирю и подвергли нить нагреву с помощью лазера. Графит обладает хорошей теплопроводностью, что позволяет быстро нагревать парафин внутри нанотрубок. В процессе нагрева парафин начинает расширяться.

Канатообразные искусственные мышцы сжимаются при увеличении температуры или в ответ на внешнее напряжение.