Τετάρτη, 15 Φεβρουαρίου 2012

Επιστήμη: Πιο δυνατό μπετόν χάρη στους αχινούς!

Οι επιστήμονες για πρώτη φορά αποκρυπτογράφησαν την ακριβή υλική δομή που έχουν οι βελόνες του αχινού και μάλιστα πιστεύουν ότι θα αξιοποιήσουν αυτή τη γνώση για να κατασκευάσουν πιο γερό μπετόν. Οι ακίδες του αχινού είναι φτιαγμένες από ανθρακικό ασβέστιο και όπως έδειξαν οι μελέτες με ισχυρές ακτίνες Χ, συγκροτούνται από «τούβλα» κρυσταλλικού ασβεστίτη σε συνδυασμό με ένα ειδικού τύπου «ασβεστοκονίαμα».

Οι ερευνητές από διάφορες χώρες (Γερμανία, Κίνα, Βρετανία, Γαλλία), με επικεφαλής τον Χέλμουτ Κέλφεν του γερμανικού πανεπιστημίου της Κωνστάντσας, που δημοσίευσαν τη σχετική μελέτη στο περιοδικό της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ (PNAS), χρησιμοποίησαν νέες πανίσχυρες τεχνικές απεικόνισης για να μελετήσουν εξονυχιστικά τη δομή των αγκαθιών του αχινού.


Ξεκινώντας από ηλεκτρονικά μικροσκόπια, κατέληξαν στην τεχνική της κρυσταλλογραφίας ακτίνων-Χ με τη βοήθεια του εξοπλισμού στο Ευρωπαϊκό Συγκρότημα Ακτινοβολίας Σύγχροτρον στη Γκρενόμπλ. Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι τα αγκάθια του αχινού αποτελούνται από κρυστάλλους ασβεστίτη (τα «τούβλα» στη νανοκλίμακα, διαταγμένα σε παράλληλες σειρές), τα οποία είναι συγκολλημένα με το υπόλοιπο 8% από άμορφο ανθρακικό ασβέστιο χωρίς κρυσταλλική δομή (το «κονίαμα»), ενώ ένα 0,1% αποτελείται από βιολογικές πρωτεΐνες. Το παραγόμενο σύνθετο υλικό απορροφά αποτελεσματικά τα εξωτερικά σοκ και διαθέτει ελαστικότητα.

Ο αχινός χρησιμοποιεί τα αγκάθια του για να προστατεύεται από τους εχθρούς του. Οι βελόνες του είναι από τα πιο μελετημένα βιο-υλικά στη φύση και η νέα έρευνα, που ρίχνει άπλετο φως στη δομή τους, ελπίζεται ότι θα αξιοποιηθεί για να δημιουργηθούν πιο ανθεκτικά οικοδομικά υλικά, που θα μιμούνται τη φύση. Τα υλικά αυτά θα είναι λεπτά, θα σπάνε δύσκολα και θα είναι πιο φιλικά στο περιβάλλον, τόσο κατά την παραγωγή, όσο και κατά τη χρήση τους. Ήδη οι επιστήμονες συνεργάζονται με δύο μεγάλες διεθνείς κατασκευαστικές εταιρίες με στόχο να βελτιώσουν τις ιδιότητες του μπετόν. Η βασική τεχνική είναι να αναδιατάξουν τα νανοσωματίδια του μπετόν, έτσι ώστε να ακολουθούν τη δομή των αγκαθιών του αχινού, προκειμένου να γίνουν πιο ανθεκτικά.
agelioforos