Wissenschaftler entwickelten ein neues Material, das so fest wie Beton und zehnmal stärker als Eis ist

Forscher der Hebräischen Universität Jerusalem haben einen einzigartigen Verbundwerkstoff entwickelt, der zehnmal stärker als gewöhnliches Eis ist und siebzigmal mehr Energie absorbieren kann. Laut ixbt.com kann diese innovative Entwicklung namens BioPykrete in puncto Haltbarkeit sogar mit herkömmlichem Beton konkurrieren und könnte den Bau in extrem kalten Klimazonen in Zukunft revolutionieren. Dies berichtet Ixbt.com .

Die Idee, Eis zu verstärken, ist eigentlich nicht neu. Bereits während des Zweiten Weltkriegs experimentierten Wissenschaftler mit einem Material namens Pykrete, das aus einer Mischung von Eis und Holzzellulose bestand. Damals erwies sich diese Mischung als fester als gewöhnliches Eis und schmolz langsamer. Heute ist es der modernen Wissenschaft gelungen, dieses Konzept auf molekularer Ebene weiter zu verfeinern.

Nanotechnologie und molekularer Klebstoff

Bei der Herstellung des neuen Materials fügten die Forscher der Zusammensetzung extrem kleine und harte Partikel aus natürlichen pflanzlichen Rohstoffen hinzu: Zellulose-Nanokristalle. Während des Gefrierprozesses bilden diese Partikel ein einzigartiges dreidimensionales Netzwerk innerhalb der Eisstruktur. Anschließend verwendeten die Wissenschaftler ein speziell entwickeltes Protein, das Eis und Zellulose fest miteinander verbindet.

Dieses Protein fungiert als eine Art molekularer Klebstoff, der die verschiedenen Teile des Materials eng miteinander verbindet. Laborergebnisse zeigen, dass BioPykrete bei der Druckfestigkeit etwa zehnmal stärker als normales Eis ist und ein Niveau erreicht, das mit Beton vergleichbar ist. Das Material zersplittert nicht sofort, sondern verformt sich und absorbiert eine enorme Menge an Energie, bevor es versagt.

Anwendungsgebiete und Perspektiven

Die Forscher betonen, dass dieses Protein eine entscheidende Rolle bei der Verstärkung der Struktur spielte. Durch seine Zugabe erhöhten sich die Festigkeit und das Energieabsorptionsvermögen des Materials im Vergleich zu einer einfachen Eis-Zellulose-Mischung ohne molekulare Bindungen um fast das Doppelte. Dies erweitert die Möglichkeiten zur Schaffung alternativer Baumaterialien in der Zukunft.

Experten planen, BioPykrete vor allem für Bauarbeiten in abgelegenen Regionen wie der Arktis und Antarktis einzusetzen. Die Lieferung von Beton, Stahl und anderen schweren Baumaterialien in solche kalten Regionen ist sehr komplex und teuer. Da es hauptsächlich aus Wasser und pflanzlicher Zellulose besteht, könnte dieses Material eine umweltfreundliche Alternative für den Bau temporärer Strukturen bei extremer Kälte werden.

Wir sind noch weit davon entfernt, Häuser und große Gebäude aus diesem extrem starken Eis zu bauen. BioPykrete bleibt vorerst ein experimentelles Material, und Wissenschaftler müssen seine Eigenschaften für den langfristigen Einsatz untersuchen. Insbesondere die Beständigkeit des Materials gegenüber wiederholten Gefrier- und Tauzyklen sowie die Formstabilität unter Dauerbelastung müssen gründlich geprüft werden.