受海胆刺启发的新型水泥

材料牛注：大自然对于科学家和工程师们来说是一个永恒的灵感来源。最近，一个德国的研究团队受到海胆刺中发现的纳米结构启发，开发了一种更强的新型水泥。

该团队受到海胆刺结构弹性的启发，虽然海胆刺主要由一种名为方解石的脆性材料组成，但是，由于具有纳米级的砖加水泥结构，海胆刺非常耐用。

人们发现，海胆刺之所以如此强硬，是因为方解石的结晶块被碳酸钙组成的较软区域所包围。这意味着当方解石开裂时，能量移向较软的区域，防止裂纹进一步扩展。

把这个原理应用于水泥的挑战在于，水泥是一个更混乱的结构。该研究小组的负责人Helmut Cölfe说，他们必须找到一种方法来实现“纳米级的抗断裂性”。

实现这一目的的关键是发现了一种只粘附在水泥颗粒上的材料，使得这种“砖加水泥”效应得以在水泥内复制。十个带负电荷的肽组合被证实是制备纳米结构水泥的最佳分子。

该团队通过电子显微镜对最终得到的优化水泥进行分析和测试发现，该水泥具有200兆帕斯卡的断裂电阻值，与钢接近。

该研究得出结论：这种新型水泥能够产生比目前强40至100倍的混凝土。

Cölfen说：“我们的水泥比迄今为止开发的任何产品都具有更高的抗断裂能力，为我们提供了全新的建筑可能性。”

该研究已经发表在期刊Materials Science上。

原文链接：Fracture-resistant cement inspired by the spines of sea urchins

本文由材料人编辑部黄亚编译，点我加入材料人编辑部。

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