В рамках гранта Российского научного фонда ученые Державинского университета решают задачу улучшения прочностных и эксплуатационных свойств льда.
— Планы освоения Арктики включают в себя обширный круг задач, сопряженных с использованием строительных и конструкционных материалов с повышенными прочностными свойствами, способных эффективно работать в условиях экстремального холода, но завоз большого количества материалов с «материка» ограничен сезонностью судоходства и большими затратами. Поэтому для сооружения взлетно-посадочных полос, разгрузочных площадок, дорог, переправ, зданий и других объектов весьма привлекательно использовать местные легкодоступные материалы, в том числе лед. При этом прочностные характеристики природного льда невысоки, но их возможно увеличить, например, созданием ледовых композитов путем замораживания воды с введенными в нее специальными добавками, — говорит старший научный сотрудник НИИ «Нанотехнологии и наноматериалы» Державинского Вячеслав Родаев.
Под руководством ученого Российской академии наук Вячеслава Бузника исследователи предлагают использовать в качестве наполнителя органические и неорганические наночастицы. Их можно получить из природного сырья, например, микроцеллюлозы и кварцевого песка. Такие ледовые композиты экологичны и недороги в изготовлении. Стоит отметить, что после завершения эксплуатации не требуют утилизации.
Ученым удалось разработать уникальные ледовые композиты. Их прочность превышает прочность чистого льда в 4 раза. Трещиностойкость льда в таком случае значительно увеличивается вплоть до подавления хрупкого разрушения — основного бича льда как конструкционного материала.
— Следствием добавления наночастиц в лед является как уменьшение размеров его зерен, так и уменьшение длины зернограничных трещин, — добавил Вячеслав Родаев.
Важно, что исследователи собираются масштабировать лабораторную методику и разработать технологию производства готовых изделий и конструкций на основе ледовых композитов.
Напоминаем, что исследования осуществляются в соответствии с программой развития Державинского университета в рамках федеральной программы Минобрнауки России «Приоритет 2030».
Подробнее с научными исследованиями Державинского по этой теме можно ознакомиться в журнале Journal of Composites Science и в Журнале технической физики.
