Пластик из лосося и бетон из червей — китайцы удивляют мир новыми открытиями
Китайские исследователи из Технического института физики и химии Китайской академии наук в Пекине сообщают о создании натуральных низкоуглеродистых строительных материалов. А коллеги из Тяньцзиньского университета научились делать «биологический» пластик из ДНК.
Калифорнийские черви научили китайцев, как сделать альтернативу бетону
- Advertisement -
Вдохновлялись инженеры подводными сооружениями, построенными червями. Эти материалы созданы из различных зерен, включая песок и кирпичный щебень.
Черви длиной около 5 см обитают вдоль побережья Калифорнии, создают свои колонии, скрепляя песчинки клеем, который они выделяют. Китайские исследователи решили использовать эту идею и разработали альтернативу традиционным строительным материалам.
Стартапы в районе Большого залива, использующие эти низкоуглеродистые материалы, могут окупиться за счет обезуглероживания. Ученые из Технического института физики и химии отмечают острую необходимость в низкоуглеродистых вариантах стройматериалов из-за большого объема выбросов углерода, связанных с обычными материалами.
По данным Глобального альянса в области зданий и строительства (GABC), материалы, используемые в строительстве, дают примерно 9% от общего объема глобальных выбросов углекислого газа. Эти выбросы происходят при переработке материалов, например, при производстве цемента или гипса.
Существующие природные альтернативы цементу более экологичны, однако они, как правило, обладают слабыми механическими свойствами. Чтобы преодолеть эту проблему, китайские исследователи и обратили свой взор в морские глубины.
Ученые использовали противоположно заряженные биополимеры для связывания различных зерен и создания стройматериалов. В отличие от традиционного процесса производства цемента, этот метод не требует высоких температур и давления.
Созданные материалы должны соответствовать стандартам прочности при сжатии, так как они будут использоваться в строительстве. Исследователи отмечают, что их материалы обладают высокой устойчивостью к разрушению.
Кроме того, эти материалы сохраняют свои механические характеристики при воздействии солнечных лучей, они могут быть обработаны краской для придания водонепроницаемости и готовы для масштабного производства.
Важно отметить, что песок является дефицитным ресурсом во всем мире из-за высокого спроса на него в производстве строительных материалов. Однако команда исследователей утверждает, что их материалы универсальны и могут быть изготовлены из различных зерен, таких как песок пустыни и моря, угольная зола, кирпичный щебень, минеральные остатки и бетонный шлак.
Кроме того, эти материалы обладают уникальной способностью к вторичной переработке. Они могут быть переработаны путем дробления и увлажнения блоков, при этом сохраняя свою прочность и эластичность.
Важно отметить, что время производства этих материалов значительно меньше, чем для традиционного бетона. Чтобы «построить» соты, как у калифорнийских червей, достаточно 2 дней. В то время как для производства бетона требуется 28 дней.
С учетом растущего спроса на строительные материалы в будущем, китайские ученые получают просто золотое дно.
Китайскую электронику будут делать из экологичного пластика… из спермы лосося
Китайские инженеры вдохновляются не только постройками червей, чтобы создать новые материалы. Ученые из Тяньцзиньского университета создали новый материал, который может стать экологически чистой альтернативой пластику. Его основа — ДНК, выделенная из семени лосося. Однако исследователи указывают, что данный материал можно получить из любой ДНК. Перерабатывать можно отходы сельскохозяйственных культур, водорослей или бактерий. Согласно исследованию, проведенному в 2015 году, на планете насчитывается около 50 миллиардов тонн ДНК. Так что недостатка в биоматериале для химиков точно не будет.
Этот пластик требует меньше энергии для производства по сравнению с другими экологически чистыми альтернативами и легко подвергается переработке. Для создания материала две короткие нити ДНК из спермы объединяются с химическим веществом из растительного масла, что приводит к образованию гидрогеля. Затем гель приобретает нужную форму и проходит сублимационную сушку для удаления влаги.
Ученые уже создали из этого экологически чистого пластика различные предметы, такие как чашки и кусочки головоломки. Этот пластик обладает рядом преимуществ. Во-первых, он производит на 97% меньше выбросов углерода по сравнению с полистирольными пластмассами.
Во-вторых, его легко перерабатывать. Предметы из этого материала можно вернуть в состояние геля и использовать для создания новых предметов. Кроме того, пластик на основе ДНК может быть расщеплен ферментами, если его больше не нужно использовать.
Однако у нового материала есть и некоторые ограничения. Его необходимо хранить сухим, что может затруднить его использование в некоторых областях. Между тем, исследователи считают, что этот пластик может быть полезен для производства электроники, которую всегда необходимо хранить в сухом виде, а также определенных видов упаковки.