Шведы и японцы создали строительную нанобумагу

Ученые из Шведского Королевского института технологий в Стокгольме в сотрудничестве со своими японскими коллегами создали нанобумагу, по прочности на разрыв превосходящую чугун и лишь немного уступающую стали. Работа исследователей опубликована в журнале Biomacromolecules. По химическому составу нанобумага не отличается от стандартной и получается из обычной древесины при помощи специального разработанной технологии. Создатели надеются, что новый материал найдет применение в строительстве.

Целлюлоза - один из самых распространенных природных полимеров. Она является главной составляющей клеточных стенок растений и обуславливает их механическую прочность. Целлюлоза давно используется в промышленности, являясь основой для производства целлофана, бумаги, различных пищевых добавок.

Для получения целлюлозы шведские исследователи использовали древесину. Обычный процесс добычи состоит из двух основных этапов. На первом древесина очищается и перемалывается в мягкую массу. На втором применяются специальные реагенты, которые растворяют или разрушают содержащиеся в растительных тканях нецеллюлозные компоненты. В результате такого процесса отдельные волокна целлюлозы повреждаются и теряют свою прочность, поэтому ученые разработали более щадящую схему. На первом этапе древесина обрабатывалась специально подобранными химическими ферментами. Затем, при помощи обычного пестика, размягченная ферментами, она разбивалась в воде в однородную смесь. После выпаривания воды получился лист нового материала, толщиною 50 микрометров.

Далее ученые тестировали прочность новой бумаги на разрыв. Для этого на специальной машине к тонкой полоске материала прикладывалась постепенно возрастающая сила. Максимальное значение, при котором происходит разрыв полоски, и называется прочностью на разрыв данного материала. Для тестирования ученые использовали образец длиной 40 и шириной 5 миллиметров. Прочность на разрыв нанобумаги составила 214 мегапаскалей (МПа). Для сравнения: прочность бумаги – менее одного МПа, прочность чугуна – 180 МПа, прочность строительной стали – 250 МПа.

Столь удивительные свойства ученые объясняют несколькими факторами. Во-первых, толщина неповрежденных волокон целлюлозы в новом материале составляет около 300 нанометров - в тысячу раз тоньше, чем в обычной бумаге. Во-вторых, эти волокна сплетены в сложную механическую сеть, которая обеспечивает эластичность и прочность одновременно.

Сами создатели считают, что у открытых ими материалов огромный потенциал в сфере строительства. Нанобумага может быть использована для укрепления различных конструкций, создания прочных клейких лент. Нановолокна возможно использовать для укрепления бетона.

На строительство международного термоядерного реактора может не хватить денег

Строительство первого Международного экспериментального термоядерного реактора (ITER) в Кадараше может быть отложено из-за нехватки средств, сообщает сайт Nature News. Согласно последним оценкам, стоимость проекта окажется на 30 процентов выше, чем предполагалось ранее.

Новая сумма, которую необходимо выделить для постройки реактора, составляет от 1,2 до 1,6 миллиардов евро. Всего в реализацию проекта планировалось вложить пять миллиардов евро. Дополнительные средства необходимы для устранения выявленных недочетов в общем плане конструкции. По утверждению участников проекта ITER, обнаружить конструкционные недостатки раньше не представлялось возможным, так как сам проект был запущен только в 2006 году.

Эксперты предсказывают, что к моменту окончательного согласования плана строительства необходимая сумма может удвоиться. Новый оценочный бюджет проекта ITER будет представлен совету стран-участниц во время съезда, который пройдет в Японии с 17 по 18 июля. Решение о финансировании будет принято в ноябре.

Цель постройки реактора - изучить рациональность использования реакции термоядерного синтеза для получения энергии. При термоядерном синтезе атомные ядра легких элементов сливаются, образуя ядро более тяжелого. При реакции выделяется огромное количество энергии. Чтобы запустить реакцию синтеза, в ITER будут нагревать изотопы водорода - дейтерий и тритий - до температуры около ста миллионов градусов по Цельсию.

Идея строительства экспериментального реактора зародилась еще в 1980-е годы. Предполагалось, что проект будут курировать СССР и США. Позднее к числу стран-участниц присоединились европейские государства, Южная Корея, Китай, Японии и Индия. В 1990-е годы план строительства был пересмотрен, а его стоимость уменьшена. К моменту подписания соглашения о строительстве в 2006 году бюджет ITER составлял десять миллиардов долларов, а все работы должны были завершиться через 30 лет. Евросоюз обязался оплатить сорок процентов всех расходов, остальные страны - оставшиеся шестьдесят процентов.