Сегодня 16 октября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → бетон

Учёные научились видеть сквозь 2 метра бетона — для этого понадобились мощнейший в мире лазер и мюоны

«Рентгеновское» зрение супермена стало реальностью — в некотором роде. Группа физиков при помощи самого мощного в мире лазера, расположенного в румынском исследовательском центре ELI-NP (Extreme Light Infrastructure — Nuclear Physics), получила изображение объекта, скрытого за двухметровым слоем бетона.

 Источник изображений: arxiv.org

Источник изображений: arxiv.org

Есть частицы под названием мюоны — это своего рода «электроны на стероидах». Они возникают, когда летящие из космоса высокоскоростные протоны врезаются в атомы в верхних слоях атмосферы Земли и выбивают из них пары кварков — пи-мезоны, которые распадаются на мюоны. Мюоны тоже существуют лишь мгновение, прежде чем распасться на более лёгкие электроны и нейтрино, но и в исходном виде успевают долететь до поверхности планеты. Благодаря значительной массе, они проходят сквозь грунт, плотные слои горных пород и проникают гораздо глубже, чем самое мощное рентгеновское излучение.

Археологи и инженеры уже давно используют потоки космических частиц — при помощи метода мюонной радиографии они ищут пустоты внутри пирамид или залежей полезных ископаемых глубоко под землёй. Проблема в том, что в естественном виде мюоны падают на поверхность под ограниченным углом, а их поток крайне слаб — примерно одна частица на квадратный сантиметр в секунду. Мюоны можно получить и искусственно, ускорив при помощи мощных лазеров электроны; жизнеспособность этой технологии уже подтвердили учёные из Китая, Великобритании и США. В рамках одного из экспериментов этот метод помог получить изображение свинцовых грузов внутри грузовика, но точное число мюонов в этом потоке частиц остаётся неясным, и статус полученных тогда изображений как первых в своём роде вызывает сомнения.

Учёные центра ELI-NP использовали лазер мощностью 10 петаватт — на кратчайшее мгновение этот луч превышает суммарную мощность всех энергоносителей планеты. Такая вспышка разгоняет электроны, увлекая их за собой на волнах излучения, пока они не врежутся в свинцовую преграду. Чтобы отсеять как можно больше отличных от мюонов частиц, учёные разработали фильтр, обернув парафиновые блоки листами полиэтилена. Относительно чистый поток мюонов направили сквозь бетонную стену на массив детекторов, размещённых в стоящем по ту сторону преграды грузовике. Зафиксировав «тень» от штабеля свинцовых блоков, учёные объявили об успехе — получении первой мюонограммы или изображения, созданного искусственным путём с помощью лазера. При дальнейшей доработке эти принципы могут лечь в основу компактной переносной системы. Она даст возможность «просвечивать» корпуса ракет и транспортных контейнеров, горы и каменные фундаменты древних сооружений.

В США изобрели углеродно-отрицательный «бетон» — он поглощает CO₂, пока затвердевает

Учёные из Вустерского политехнического института (WPI) в штате Массачусетс разработали углеродно-отрицательный строительный материал, назвав его ферментативным структурным материалом (Enzymatic Structural Material, ESM). Материал создаётся с помощью биотехнологии, когда фермент служит катализатором химических реакций с вовлечением в них атмосферного CO₂. «Зелёный бетон» растёт на поглощаемом углероде как на дрожжах, отвердевая в течение суток.

 Источник изображений: WPI

Источник изображений: WPI

Исследователи напомнили, что производство бетона в мире ежегодно выбрасывает в воздух около 8 % всего углекислого газа от совокупной деятельности человека. Это очень энергоёмкий процесс, отказаться от которого нельзя — население Земли растёт, как и растёт потребность в новом жилье. Попытки заменить классический бетон на что-то другое с теми или иными добавками (золой, гидрогелем и даже грибами) пока не увенчались успехом: альтернативы либо недолговечны и непрочны, либо обходятся слишком дорого.

Разработанная в WPI технология производства ESM-материала опирается на то, что такой фермент, как углеродная ангидраза, ускоряет превращение растворённого в воде CO₂ в твёрдый карбонат кальция, который связывает частицы песка в прочные каркасы (песок является добавкой в растворе). Всё происходит при комнатной температуре и нормальном давлении, без высокотемпературного обжига и длительного отверждения.

В отличие от обычного бетона, который при производстве 1 м³ выделяет около 330 кг CO₂, новый материал поглощает 6,1 кг углекислого газа для производства того же объёма. Этот материал обладает прочностью на сжатие до 25–30 МПа (достаточно для несущих конструкций), водостойкостью, ремонтопригодностью и возможностью полной переработки. Он формируется в готовые панели, блоки или кровельные элементы всего за несколько часов, что резко снижает энергозатраты и трудоёмкость строительства, тогда как на отвердевание бетона может уходить до одного месяца тёплой погоды.

Результаты исследования опубликованы 5 декабря 2025 года в журнале Matter. Авторы подчёркивают, что даже частичное замещение традиционного бетона на ESM способно значительно сократить углеродный след строительной отрасли. Материал рассматривается как перспективная основа для доступного экологически чистого жилья, быстровозводимых конструкций и восстановления после стихийных бедствий, что способно приблизить строительную отрасль к целям углеродной нейтральности и замкнутой экономики. При этом авторы не рекомендуют спешить с внедрением нового материала, призывая испытать его в разных климатических и погодных условиях.

В MIT на порядок улучшили батарею из бетона — фундамент сможет питать дом в течение суток и дольше

Учёные Массачусетского технологического института (MIT) продолжают развивать идею батареи из цемента, что обещает в корне изменить подход к строительству. Ещё в 2023 году учёные разработали проводящий электроны углеродный бетон (ec3), смешивая цемент, воду и технический углерод, превращая кирпичи, фундамент или бетонные плиты в суперконденсаторы для хранения возобновляемой энергии. Новая батарея превзошла все ожидания.

 Источник изображений: MIT

Источник изображений: MIT

Благодаря совершенствованию технологии с возможностью изучать структурные элементы бетонной батареи в процессе работы с помощью волоконно-оптической томографии и других инструментов, ёмкость хранения энергии удалось увеличить в девять раз, что приближает технологию к практическому применению в строительстве.

Ключевые характеристики обновлённого бетона впечатляют: всего 5 м³ материала — объёмом с обычную стену подвала — достаточно для покрытия суточных энергопотребностей среднего дома. Ранее для той же цели требовалось 45 м³, что делало технологию менее привлекательной. Один кубический метр ec3, сопоставимый по размеру с холодильником, хранит более 2 кВт·ч энергии, способной обеспечить работу того же холодильника в течение суток.

Улучшения достигнуты также в процессе поиска оптимального электролита — им пропитывается слой бетона между цементными электродами с включением очищенной сажи (технического углерода). Наилучшим оказался органический электролит на основе ацетонитрила с солями четвертичного аммония, повысивший эффективность накопления энергии.

Для демонстрации возможностей бетона ec3 команда MIT вдохновилась древнеримской архитектурой и создала модель арки, включающей электроды суперконденсатора. Эта конструкция не только выдерживала соответствующие нагрузки, но и питала светодиодную подсветку на 9 В, иллюстрируя комбинацию несущей способности и энергоносителя.

 Наборной элеент из бетона с пропиткой электролита питает вентилятор и игровую консоль

Наборной элемент из бетона с пропиткой электролитом питает вентилятор и игровую консоль

При увеличении нагрузки наблюдался интересный эффект: начинал мигать светодиод, что, по словам учёных, может служить примером встроенной системы самоконтроля конструкций. В реальных строениях такое сочетание арки и батареи могло бы сигнализировать о стрессе материала от ветра или других факторов, позволяя следить за целостностью конструкции.

Проделанная работа может рассматриваться как первые шаги к переосмыслению бетона — самого распространённого материала на планете — как многофункционального элемента чистой энергетики, способствующего развитию решений для хранения солнечной и ветровой энергии.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
ИИ-модель Nvidia Nemotron 3.5 Super VL с пост-обучением превзошла Claude Opus 5 и GPT-6.1 Sol в специализированных задачах 39 мин.
Вышла FLUX 3 Image Klein с открытыми весами для генерации и редактирования изображений — она быстро работает даже на RTX 4070 6 ч.
Chrome разряжает ноутбук быстрее? Apple обещает до пяти лишних часов работы Mac с Safari 7 ч.
ИИ-агенты взламывали сайты и обманывали — теперь OpenAI и Anthropic будут объясниться с FTC 7 ч.
Шпионское ПО научилось заражать устройства через рекламу без единого клика — достаточно просто открыть сайт 9 ч.
Фильм Paramount по Cyberpunk 2077 не станет пересказом игры, а экранизация от создателей «Настоящего детектива» отменена 10 ч.
Sega снимет с продажи полное издание Total War: Shogun 2 и восстановит старую игру — новая версия заслужила в Steam «крайне отрицательные» отзывы 11 ч.
Anthropic по секрету сообщила инвесторам о росте выручки на 45 % и выходе на прибыль 11 ч.
GTA VI была на волоске от пропуска The Game Awards 2026, но всё-таки сразится за звание лучшей игры 2026 года 12 ч.
Китайские ИИ-агенты вышли из-под контроля, а потом пошли на контакт с исследователями и попытались их обмануть 12 ч.
Amazon выпустила носимый ИИ-диктофон Bee Frontier и магнитный модуль Eclipse для смартфона 60 мин.
Новая статья: Сравнительный обзор 32-дюймовых мониторов Samsung Odyssey G80HS и G80SH: 6K IPS против 4K OLED 6 ч.
Sony выпустила позолоченный Walkman за $5900 — и объяснила, что золото тут не для красоты 7 ч.
Новый аппаратный криптокошелек от Ledger — это Android-телефон без функций телефона 7 ч.
IBM и Siemens вместе научат инженеров проектировать чипы будущего — ангстремные и с наноштабелированием 8 ч.
NASA испытала морозостойкие лунные аккумуляторы — когда-то они могут улучшить земные электромобили 8 ч.
ИИ-модели запускаются, игры (не все) идут, но батарея садится быстро: первые тесты ноутбуков на Nvidia RTX Spark 8 ч.
Apple превратила простаивающие Mac в «миньонов» — и заставила их работать на ИИ 8 ч.
AR-очки становятся мейнстримом: поставки в 2026 году удвоятся стараниями Meta и китайских брендов 9 ч.
Китай показал собственный источник EUV-излучения для выпуска передовых чипов — до серийного производства ещё 3–5 лет 9 ч.