Опалення та водопостачання Бетон – це самий широко використовуваний будівельний матеріал в світі. Тепер, його доповнили новими корисними властивостями, інженери створили бетон, який може проводити електрику і виділяти тепло, змішавши його з чорним нановуглецю.
Зазвичай бетон є ізолятором від електрики, але недавні дослідження були зосереджені на тому, щоб зробити його електропровідним. Додавання вуглецю в суміш зазвичай допомагає, а попередні версії тестувалися на злітно-посадочних смугах аеропортів, які автоматично розтоплюють сніг.
Дослідники з Concrete Sustainability Hub (CSHub) Массачусетського технологічного інституту (Concrete Sustainability Hub) і Французького національного центру наукових досліджень (CNRS) додали в бетон нановуглецеву сажу, дешевий вуглецевий матеріал з відмінною провідністю. При обсязі всього чотирьох відсотків бетон зміг проводити електричний струм, і в результаті почав виділяти тепло.
« Резистивний нагрів викликається взаємодією між рухомими електронами і атомами в провіднику », – говорить Ніколас Чанут, співавтор дослідження. « Прискорені електрони в електричному полі обмінюються кінетичної енергією кожен раз, коли стикаються з атомом, викликаючи вібрацію атомів в решітці, яка проявляється у вигляді тепла і підвищення температури матеріалу ».
В ході випробувань команда виявила, що чорний бетон з наноуглерода надзвичайно ефективно виділяє тепло. Напруги всього в п’ять вольт було досить, щоб підвищити температуру поверхні бетонних зразків приблизно до 41 °C. Це може не тільки знайти застосування для захисту від обмерзання поверхонь на відкритому повітрі, як і інші струмопровідні бетони, але, за словами команди, матеріал можна використовувати і в приміщеннях.
«Ця технологія може бути ідеальною для випромінює теплої підлоги всередині приміщень», – каже Чанут. «Зазвичай внутрішнє опалення здійснюється за рахунок циркуляції нагрітої води по трубах, які проходять під підлогою. Але створити і підтримувати цю систему може бути непросто. Однак коли цемент сам стає нагрівальним елементом, система опалення стає більш простий в установці і надійнішою. Крім того, цемент забезпечує більш рівномірний розподіл тепла завдяки дуже гарній дисперсії наночастинок в матеріалі».