Новий «суперлід» майже дорівнює бетону за міцністю

11 жовтня 2026 р. 22:02

11 жовтня 2026 р. 22:02

Міжнародна команда під керівництвом дослідників Єврейського університету в Єрусалимі створила новий композитний матеріал на основі льоду, який назвали BioPykrete. За даними ScienceAlert , цей «суперлід» удесятеро міцніший за звичайний лід і може поглинати у 70 разів більше енергії перед руйнуванням, наближаючись за характеристиками до бетону.

Ідея продовжує експерименти часів Другої світової війни, коли британський флот випробовував матеріал Pykrete — лід, підсилений деревною масою. Тодішній композит був настільки міцним, що розглядався як основа для авіаносця з льоду, але проєкт згорнули через високу вартість і появу кращих технологій.

Як влаштований новий біокомпозитний лід

Сучасна версія, BioPykrete, замість грубих деревних волокон використовує нанокристали целюлози — основного структурного матеріалу рослин. У нанорозмірі ці кристали діють як мікроскопічні армувальні елементи, які перешкоджають поширенню тріщин у льоді.

До системи також додано спеціально спроєктований білок CBM3a-AFPIII. Він поєднує в собі антифризний білок (AFP), що взаємодіє з льодом, і модуль, який зв’язується з вуглеводами (CBM). Така молекула працює як «клей», надійно з’єднуючи нанокристали целюлози з льодяною матрицею на молекулярному рівні.

За словами біохіміка Ідо Браслевскі (Ido Braslavsky), дослідники прагнули не просто змішати волокна з льодом, а саме керувати тим, як різні компоненти з’єднуються між собою. Це змінило не лише міцність, а й характер руйнування: замість раптового крихкого зламу матеріал може деформуватися поступово, поглинаючи значно більше енергії.

Мікроскопічні зображення заморожених і висушених зразків демонструють мережу, утворену дрібними целюлозними кристалами всередині льоду. Саме ця структурована мережа, за версією авторів, і забезпечує підвищену міцність та стійкість до тріщиноутворення.

Можливі застосування та екологічні переваги

Головна сфера, де вчені бачать потенціал BioPykrete, — будівництво в суворих холодних регіонах, зокрема в Арктиці та Антарктиці. У таких місцях транспортування бетону й сталі є складним і дорогим, тоді як лід та рослинна сировина доступніші.

Оскільки основними компонентами нового матеріалу є вода та целюлоза рослинного походження, BioPykrete може мати низький вуглецевий слід і бути біорозкладним. Дослідники наголошують, що будівельна галузь сьогодні залишається одним із найбільших джерел викидів вуглецю й виснаження ресурсів, тож біотехнологічні композити пропонують шлях до більш стійких рішень.

Автори роботи вважають, що їхній підхід — поєднання рекомбінантного (сконструйованого) білка з рослинною целюлозою та льодом — може відкрити нові можливості не лише для будівництва, а й для пакування та інших сфер, де потрібні міцні й водночас екологічні матеріали.

Обмеження дослідження та подальші кроки

Наразі йдеться лише про експеримент на невеликих зразках. Робота, опублікована в журналі Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, є доказом принципу, а не готовою технологією для масового будівництва. Потрібні додаткові випробування, щоб перевірити, як BioPykrete поводиться протягом тривалого часу та за змінних умов.

Команда планує детальніше вивчити, як саме поширюються тріщини в цьому матеріалі, щоб підтвердити запропонований механізм зміцнення. Також дослідники припускають, що подальша оптимізація швидкості замерзання, режимів охолодження та створення нових варіантів білка типу AFP-CBM може дати ще міцніші композити.

Якщо ці очікування справдяться, «суперлід» на кшталт BioPykrete може стати основою нового класу біоматеріалів, спеціально пристосованих до найекстремальніших умов на нашій планеті.

Наука