Розроблено цемент зі структурою з високоорієнтованих плоских силікатних частинок. За рахунок такої структури він має високу міцність, і при цьому набагато більшою гнучкістю і стійкістю до тріщин, ніж звичайний бетон, повідомляється в дослідженні, опублікованому в журналі.
Бетон - найбільш використовуваний штучний матеріал у світі, який застосовується при будівництві практично всіх конструкцій, наприклад, будівель або мостів. Він зручний для застосування і володіє високою міцністю на стиснення, що важливо при будівництві високих будівель. Але у нього є і недолік - низька міцність на вигин. Через це найчастіше в будівництві використовується не сам бетон, а залізобетонні конструкції на його основі, всередині яких знаходиться підсилюючий сталевий каркас.
Дослідники під керівництвом Гельмута Кельфена (Helmut Cölfen) з Констанцського університету в Німеччині створили матеріал на основі гідрату силікату кальцію (основного компонента цементу) з незвичайною будовою і високою стійкістю до вигину. Вони вирішили взяти в якості основи той же матеріал, який використовується в цементі, але змінити його властивості за рахунок нетипової для нього структури.
При розробці матеріалу вчені надихалися структурою голок морських їжаків. Вони складаються з безлічі впорядкованих невеликих міцних фрагментів, розділених іншою речовиною. Завдяки цьому під час ударів та інших навантажень окремі фрагменти можуть розтріскуватися, але ці тріщини не переходять на сусідні фрагменти. Дослідники використовували в своїй роботі наночастинки гідрату силікату кальцію товщиною в кілька нанометрів і шириною в кілька десятків нанометрів. Зазвичай такі частинки в суспензіях збираються в більш великі, тому вченим довелося підібрати стабілізуючий полімер, який не давав би частинкам хаотично збиратися в розчині.
В результаті дослідники отримали високоупорядковані мезокристали з гідрату силікату кальцію розмірами в сотні мікрометрів. З них вони вирізали за допомогою фокусованого іонного пучка мікрокантильовери довжиною в кілька десятків мікрометрів і перевірили їх міцність на вигин. З'ясувалося, що їх міцність на вигин становить близько 150 мегапаскалів, що в десятки разів більше, ніж у звичайного бетону.
Нещодавно американські дослідники розробили методику, яка дозволяє виявляти корозію в залізобетонних конструкціях на ранніх стадіях. Для цього вони запропонували використовувати терагерцеве випромінювання, яке поглинається продуктами корозії заліза з унікальним для кожної речовини спектром поглинання. А минулого року інші американські вчені створили покриття для відстеження тріщиноутворення в практично будь-яких матеріалах, у тому числі і бетоні.