Naujas išmanusis cementas sukurtas tvaresniems keliams և kurti

Profesorius Anj-Therese Acono saugo savo sumanų cemento pavyzdį. Paskola: Šiaurės vakarų universitetas

Nanomedžiagų įtraukimas į tradicinį cementą pagerina atsparumą vandens lūžiams.

Gamtos jėgos pradėjo rodyti didesnį intelektą apie medžiagas, kurias naudojame kurdami savo infrastruktūrą, kai pradėjome jas gaminti. Kasmet ledas ir sniegas didelius kelius paverčia griuvėsiais. Nepaisant stabilios statybos, namų pamatai yra ardomi ir griaunami. Be tonų smulkintų betono atliekų, kiekviena kelio mylia Jungtinėms Valstijoms kainuoja apie 24 000 USD per metus, kad jos būtų geros.

Inžinieriai, kurie šią problemą sprendžia išmaniosiomis medžiagomis, dažniausiai padidina medžiagų funkciją, padidindami anglies kiekį, tačiau tai darydami medžiagos praranda tam tikrą mechaninį našumą. Įtraukdami nanodaleles į įprastą cementą, Šiaurės vakarų universiteto mokslininkai sukūrė protingesnį, patvaresnį, funkcionalesnį cementą.

Tyrimas buvo paskelbtas 2021 m. Birželio 21 d. Žurnale Filosofiniai karališkosios draugijos sandoriai A.,

Cementas yra daugiausiai sunaudojama medžiaga pasaulyje, cemento pramonė išmeta 8% žmogaus išmetamų šiltnamio efektą sukeliančių dujų, sakė civilinės ir aplinkos inžinerijos profesorius Anj-Therese Acono dėl cemento sprendimo. Vadovaujantis tyrėjas հեղինակ Akono, McCormicko inžinerijos mokyklos docentas, sako, kad nanomedžiagos sumažina cementinių kompozitų anglies pėdsaką, tačiau iki šiol mažai žinoma apie jų poveikį elgesiui su lūžiais.

„Nanodalelių vaidmuo šioje programoje iki šiol nebuvo suprastas, todėl tai yra reikšmingas žingsnis į priekį“, – sakė Acono. “Kaip lūžių mechanikas, norėjau suprasti, kaip pakeisti cemento gamybą, kad padidėtų lūžių reakcija.”

Tradicinis lūžių bandymas, kai šviesos pluoštų serija metama į didelę medžiagos masę, apima daug laiko և medžiagos և retai veda prie naujos medžiagos atradimo.

Naudodamas novatorišką metodą, vadinamą įbrėžimų testavimu, „Akono Labs“ per tam tikrą laiką sugebėjo efektyviai prognozuoti medžiagos savybes. Šiuo metodu tikrinamas lūžio atsakas, naudojant kūgio zondą, didėjant jėgai, statmenai cemento mikroskopo paviršiui. Akono, kuris sukūrė naują metodą per antrosios pakopos studijas. darbas, anot jo, reikalauja mažiau medžiagos է pagreitina naujų atradimą.

„Galėjau vienu metu žiūrėti į daugybę skirtingų medžiagų“, – sakė Acono. „Mano metodas taikomas tiesiai ant mikrometro-nanometro svarstyklių, todėl sutaupoma daug laiko. Ir tada, remdamiesi tuo, mes galime suprasti, kaip medžiagos laikosi, kaip jos sutrūkinėja, ir galiausiai numatyti jų atsparumą lūžiams “.

“Scratch” prognozės taip pat leidžia inžinieriams keisti medžiagas, kurios padidina jų našumą didesniu mastu. Popierius naudojo grafeno nanomedžiagas, kad pagerintų įprasto cemento – medžiagos, kuri sparčiai populiarėja gaminant išmaniąsias medžiagas – atsparumą lūžiams. Įrodyta, kad „Nan“ pridėjo nedidelį kiekį nanomedžiagų, kad pagerintų vandens transportavimo savybes, įskaitant porų struktūrą, atsparumą vandens prasiskverbimui, ir nurodo atitinkamai 76% և 78% santykinį nuosmukį.

Tyrimo apimtis apima platų sričių spektrą, įskaitant pastatų statybą, kelių priežiūrą, jutiklių ir generatorių optimizavimą ir struktūrinę sveikatos stebėseną.

Iki 2050 m. JT prognozuoja, kad du trečdaliai pasaulio gyventojų sutelks miestuose. Atsižvelgiant į miesto plėtros tendencijas, tikimasi, kad cemento gamyba smarkiai padidės. Pristatant žalią betoną, kuriame naudojamas lengvesnis ir efektyvesnis cementas, sumažės jo bendras anglies pėdsakas, prailginant priežiūros grafikus ir sumažinant atliekų kiekį.

Kita vertus, išmaniosios medžiagos leidžia miestams patenkinti didėjančio gyventojų poreikius, susijusius su ryšiu, energija ir universalumu. Anglies pagrindu pagamintos nanomedžiagos, įskaitant grafeno nanomatus, jau svarstomos kuriant išmaniuosius cemento pagrindu pagamintus jutiklius, skirtus struktūrinei sveikatos stebėsenai.

Akono teigė, kad jį jaudina ir pats atsiimdamas savo laboratorijos popierių, ir tai, kaip jo tyrimai paveiks kitus. Jis jau rengia pasiūlymus, kurie tiria statybines atliekas, kad susidarytų naujas betonas, ir diskutuoja apie „popieriaus paėmimą toliau“, pridedant dalį nanomedžiagos, esančios cemente.

„Noriu pažvelgti į kitas savybes, pavyzdžiui, suprasti ilgalaikius rezultatus“, – sakė Acono. “Pavyzdžiui, jei turite anglies-nanotechnologijų pastatą, kaip galite numatyti pasipriešinimą per 10, 20, net 40 metų?”

Tyrimą „Vienmatių nanopluošto cemento lūžių stiprumas atliekant įbrėžimų bandymus“ parėmė Nacionalinis mokslo, civilinių, mechaninių ir gamybos inovacijų mokslo fondas (apdovanojimas 18929101).

Akono apie karalių kalbės spalio mėnesio karališkosios draugijos susirinkime. “Lūžių metodas išrasti sunkias naujas medžiagas. Lūžis svetimas nei kontaktas “, o tai leis pasiekti didelę pažangą lūžių mechanikos srityje praėjusį šimtmetį.

Nuoroda. „Anj-Terez Acono“, 2021 m Birželio 21 d. „Vienmatių nano sustiprintų cemento įtrūkimų kietumas atliekant bandymą“ Filosofiniai karališkosios draugijos sandoriai A.,
DOI: 10.1098 / rsta.2020.0288:

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Nuodingos kempinės apsaugo nuodingus paukščius ir varles nuo savo toksinų

Auksinė nuodų varlė, Phyllobates terribilis. Kreditas: Chris Wellner, Smithsonian nacionalinis zoologijos sodas Kalifornijos universiteto, San Francisko (UCSF), Stanfordo universiteto ir Kalifornijos mokslų akademijos (CAS)...

Didelė pažanga švarios energijos kuro elementų reakcijų srityje

Žinant geležies atomų tankį ir vietos dinamiką, pasiekiamas efektyvumo lygis kuro elementų oksidacijos reakcijoje, kuri niekada nebuvo realizuota. Kreditas: Teksaso universitetas Austine /...

Astronomai atranda mažytę uolėtą planetą – tik pusę Veneros masės

Šis grafinis simbolis rodo L 98-59b, vieną iš L 98-59 35 šviesmečių sistemos planetų. Sistemoje yra keturios patvirtintos uolienų planetos, kurios gali atsirasti...

Du antihipertenziniai vaistai apsaugo nuo tos pačios širdies ligos, bet skirtingo šalutinio poveikio

Analizuojant beveik 3 milijonus pacientų, vartojusių pirmuosius kraujospūdį mažinančius vaistus, angiotenzino receptorių blokatoriai (ARB) buvo tokie pat geri kaip ir angiotenziną konvertuojančių fermentų (AKF)...

Ličio jonų akumuliatorių „įkūrėjas“ padeda savo atradimu išspręsti 40 metų senumo problemą

Ličio jonų akumuliatorių su SNS neutronais įkūrėjas patvirtino, kad katodo medžiaga (mėlyna) be ličio niobio oksido (šviesiai žalia) žymiai sumažino pirmojo ciklo energijos nuostolius...

Newsletter

Subscribe to stay updated.