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

Слон Жюля Верна Слон Жюля Верна

Креативное продолжение фантазий Жюля Верна в путешествии по его родному городу

Вокруг света
«Двойка» за хорошее поведение «Двойка» за хорошее поведение

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

Автопилот
Великая пустота Великая пустота

Монголия – наименее населенная страна мира

Вокруг света
Золотые гривы Золотые гривы

Как в Ивашкове появилось ранчо с золотогривыми лошадьми

Отдых в России
Крест в небе Крест в небе

Историк авиации Вадим Михеев — о жизни авиаконструктора Игоря Сикорского

Наука
Ученые говорят, что наши мышцы стареют не так быстро, как нам кажется Ученые говорят, что наши мышцы стареют не так быстро, как нам кажется

У пожилых людей мышечные повреждения после спортивных нагрузок не так серьезны

ТехИнсайдер
Смерть на параде Смерть на параде

История покушения на президента Египта Анвара Садата

Дилетант
Прививка от аллергии АСИТ — как она работает? Прививка от аллергии АСИТ — как она работает?

Вместо того чтобы смягчать симптомы аллергии, можно устранить причину

СНОБ
Патриотизм «подлинный» и «показной» Патриотизм «подлинный» и «показной»

Некогда мы гордились тем, что считали себя самой читающей страной

Дилетант
Блеск и несчастья «Великого Гэтсби» Блеск и несчастья «Великого Гэтсби»

Краткая история главного американского произведения 1920‑х

Weekend
Эрдоган зажат между интересами США и Британии Эрдоган зажат между интересами США и Британии

Политический кризис в Турции может серьезно встряхнуть государство и регион

Монокль
Очень странные дела Очень странные дела

Какие бьюти-тренды из соцсетей искренне настораживают косметологов

Лиза
Звезды манящие Звезды манящие

Ослепительная вспышка, которой уже некого слепить, миг неуловимый

Знание – сила
Как утолить эмоциональный голод, если у вас нет партнера: 5 сфер, на которые стоит обратить внимание женщине Как утолить эмоциональный голод, если у вас нет партнера: 5 сфер, на которые стоит обратить внимание женщине

Одиночество — это не пустота, а пространство для наполнения своей жизни смыслами

Psychologies
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
Культура сбережений: зачем откладывать на завтра то, что можно потратить сегодня? Культура сбережений: зачем откладывать на завтра то, что можно потратить сегодня?

Зачем каждому гражданину нужно выработать у себя привычку делать сбережения?

Наука и техника
Водяные козлы – аристократы саванн Водяные козлы – аристократы саванн

«Водяных козлов я часто встречал в восточноафриканской саванне»

Знание – сила
Исследователи обнаружили, что черные дыры могут помочь в процветании жизни, а не положить ей конец Исследователи обнаружили, что черные дыры могут помочь в процветании жизни, а не положить ей конец

Черные дыры могут быть не такими губительными для жизни, как предполагалось

Inc.
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
Зарплатно-гендерный вопрос Зарплатно-гендерный вопрос

Удовлетворенность размером зарплаты среди мужчин и женщин практически сравнялась

Ведомости
Вновь о темной материи Вновь о темной материи

Проблема темной материи всерьез привлекает ученых

Знание – сила
Исследование показало, что видеоигры не оказывают негативного влияния на мозг детей, а наоборот, повышают их IQ Исследование показало, что видеоигры не оказывают негативного влияния на мозг детей, а наоборот, повышают их IQ

Дети, активно играющие в видеоигры, имеют высокий уровень умственной активности

Inc.
ВЭБ определил стратегию ВЭБ определил стратегию

Группа ВЭБ ориентируется на нацпроекты

Эксперт
W с книгой W с книгой

Книги о творческих лабораториях театра, полицейских батальонах и кинопрозе

Weekend
Кто же все-таки виноват Кто же все-таки виноват

«Переходный возраст» — сериал, который только вышел и уже самый обсуждаемый

Weekend
Весна в облигациях Весна в облигациях

Бизнес не намерен снижать программы по капитальным инвестициям

Ведомости
Интернет высокого полета Интернет высокого полета

Когда в России заработает сеть низкоорбитальных спутников связи

Эксперт
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
Недоросли, скотинины, бригадиры и Стародум Недоросли, скотинины, бригадиры и Стародум

И спустя 200 лет пьесы Дениса Фонвизина остаются интересны и востребованы

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