Επιστήμονες ανέπτυξαν έναν νέο τύπο πάγου, ο οποίος είναι περίπου 10 φορές πιο ανθεκτικός από τον συνηθισμένο πάγο. Αυτός ο ενισχυμένος πάγος, που ονομάζεται BioPykrete, παρουσιάζει αντοχή περίπου δεκαπλάσια σε σχέση με τον κοινό πάγο.
Ενίσχυση του πάγου με μικροσκοπικούς κρυστάλλους φυτικής προέλευσης
Το υλικό αυτό, το οποίο αναπτύχθηκε από επιστήμονες του Εβραϊκού Πανεπιστημίου της Ιερουσαλήμ, συναγωνίζεται το σκυρόδεμα σε αντοχή. Αντί να θρυμματίζεται ξαφνικά, κάμπτεται και σπάει πιο σταδιακά – μια ιδιότητα που θα μπορούσε κάποια μέρα να το καταστήσει χρήσιμο ως δομικό υλικό σε ορισμένα από τα πιο ψυχρά μέρη της Γης.
Ενισχύοντας τον πάγο με μικροσκοπικούς κρυστάλλους φυτικής προέλευσης και μια ειδικά σχεδιασμένη πρωτεΐνη, οι ερευνητές δημιούργησαν ένα υλικό που συναγωνίζεται το σκυρόδεμα σε αντοχή και απορροφά 70 φορές περισσότερη ενέργεια πριν υποστεί θραύση.
«Θέλαμε να ξεπεράσουμε την απλή ανάμειξη ινών στον πάγο και να ελέγξουμε, αντ' αυτού, τον τρόπο με τον οποίο συνδέονται τα διάφορα υλικά σε μοριακό επίπεδο», δήλωσε ο καθηγητής Ido Braslavsky, από τη Σχολή Γεωργίας, Τροφίμων και Περιβάλλοντος Robert H. Smith του Εβραϊκού Πανεπιστημίου.
«Το αποτέλεσμα μεταβάλλει όχι μόνο την αντοχή του πάγου, αλλά και τον τρόπο με τον οποίο αυτός σπάει. Αντί να θρυμματίζεται ξαφνικά, μπορεί να απορροφήσει πολύ περισσότερη ενέργεια και να παραμορφωθεί σταδιακά».
Η ιδέα της ενίσχυσης του πάγου δεν είναι καινούργια. Κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, ερευνητές πειραματίστηκαν με το Pykrete, ένα μείγμα πάγου και πολτού ξύλου, το οποίο ήταν πιο ανθεκτικό και αργούσε περισσότερο να λιώσει σε σύγκριση με τον συνηθισμένο πάγο.
Οι ερευνητές ανέμειξαν πάγο με νανοκρυστάλλους κυτταρίνης
Η ερευνητική ομάδα μετέφερε αυτή την ιδέα σε μοριακό επίπεδο. Ανέμειξαν πάγο με νανοκρυστάλλους κυτταρίνης – εξαιρετικά μικρά και άκαμπτα σωματίδια από κυτταρίνη, το φυσικό υλικό που προσδίδει στα φυτά τη δομή τους. Καθώς το μείγμα πάγωνε, τα σωματίδια σχημάτιζαν ένα τρισδιάστατο δίκτυο γύρω από μικροσκοπικά τμήματα πάγου. Στη συνέχεια, οι επιστήμονες σχεδίασαν μια πρωτεΐνη ικανή να προσκολλάται και στα δύο υλικά. Το ένα τμήμα της πρωτεΐνης συνδέεται με τον πάγο, ενώ το άλλο με την κυτταρίνη. Λειτουργώντας ως μοριακή κόλλα, η πρωτεΐνη συμβάλλει στη συνοχή ολόκληρης της δομής, σύμφωνα με σχετικό δελτίο τύπου.
Οι εργαστηριακές δοκιμές έδειξαν ότι το BioPykrete ήταν περίπου 10 φορές πιο ανθεκτικό στη θλίψη σε σχέση με τον καθαρό πάγο, φτάνοντας σε επίπεδα αντοχής παρόμοια με εκείνα του συμβατικού σκυροδέματος. Επίσης, απορροφούσε περίπου 70 φορές περισσότερη ενέργεια πριν υποστεί αστοχία. Η τροποποιημένη πρωτεΐνη διαδραμάτισε σημαντικό ρόλο: η προσθήκη της διπλασίασε τόσο την αντοχή όσο και την ενέργεια που μπορούσε να απορροφήσει το υλικό, σε σύγκριση με ένα παρόμοιο μείγμα πάγου και κυτταρίνης που δεν περιείχε τη συγκεκριμένη μοριακή γέφυρα, σύμφωνα με τους ερευνητές.
Οι ερευνητές οραματίζονται τη χρήση του BioPykrete κυρίως σε περιοχές της Αρκτικής και της Ανταρκτικής, όπου η μεταφορά σκυροδέματος, χάλυβα και άλλων οικοδομικών υλικών μπορεί να είναι δαπανηρή και δύσκολη.
Καθώς το υλικό αποτελείται κυρίως από πάγο και φυτική κυτταρίνη, θα μπορούσε ενδεχομένως να προσφέρει μια βιοδιασπώμενη εναλλακτική λύση, με χαμηλότερο αποτύπωμα άνθρακα, για ορισμένες κατασκευές σε συνθήκες ακραίου ψύχους.
Ωστόσο, κανείς δεν πρόκειται να κατασκευάσει σπίτια από BioPykrete άμεσα. Το υλικό βρίσκεται ακόμη στο στάδιο της απόδειξης της αρχικής ιδέας (proof of concept) και πρέπει να υποβληθεί σε περαιτέρω δοκιμές. Οι επιστήμονες πρέπει να διαπιστώσουν πώς συμπεριφέρεται σε βάθος χρόνου, πώς αντιδρά σε επαναλαμβανόμενες διαδικασίες ψύξης και απόψυξης, καθώς και αν αλλάζει σταδιακά σχήμα υπό συνεχή πίεση, σύμφωνα με τη σχετική ανακοίνωση.
www.worldenergynews.gr
