Kolejną z nich jest to, że może on pochłonąć około 70 razy więcej energii, zanim ulegnie zniszczeniu. Powstał z połączenia lodu, nanokryształów celulozy oraz specjalnie zaprojektowanego białka. Celuloza, będąca naturalnym składnikiem roślin, sprawdziła się w formie niezwykle małych i sztywnych kryształów. Podczas zamarzania tworzą one wewnątrz materiału trójwymiarową sieć wzmacniającą strukturę lodu. Samo dodanie celulozy nie wystarczyło jednak naukowcom. Kluczową rolę odgrywa zaprojektowane białko, które działa jak swego rodzaju molekularny klej, łącząc kryształy celulozy z lodem.
Czytaj też: Fizycy ujarzmili biały grafen. To kompletna odwrotność słynnego materiału
To właśnie sposób organizacji materiału na poziomie mikroskopowym sprawia, że BioPykrete – bo taką nazwę otrzymał – zachowuje się zupełnie inaczej niż zwykły lód. W tradycyjnym lodzie niewielkie pęknięcie może błyskawicznie się powiększać, prowadząc do gwałtownego rozpadu. Wzmocniona struktura nowego kompozytu utrudnia rozwój takich pęknięć. Sieć nanokryształów celulozy stanowi dla nich przeszkodę, a połączenia utworzone przez białko dodatkowo stabilizują całość. W efekcie materiał nie rozpada się nagle, lecz odkształca się i niszczy znacznie bardziej stopniowo.
Inspiracja dla tego rozwiązania nie jest całkowicie nowa. Już podczas II wojny światowej eksperymentowano z pykrytem, czyli kompozytem lodu i miazgi drzewnej. Materiał ten był mocniejszy i wolniej się topił niż czysty lód. Obecni badacze sięgnęli po podobną koncepcję, lecz przenieśli ją na poziom nanostruktury i inżynierii białek.
W testach laboratoryjnych BioPykrete osiągnął wytrzymałość na ściskanie zbliżoną do betonu. Co szczególnie istotne, dodanie zaprojektowanego białka podwoiło zarówno wytrzymałość, jak i ilość energii pochłanianej przez materiał w porównaniu z podobnym kompozytem lodowo-celulozowym pozbawionym tego molekularnego połączenia. Dokładne wyniki pomiarów trafiły na łamy Colloids and Surfaces B: Biointerfaces.
Naukowcy widzą dla tego rozwiązania potencjalne zastosowania przede wszystkim w regionach arktycznych i antarktycznych. W ekstremalnie zimnych miejscach transport betonu, stali czy innych materiałów budowlanych może być kosztowny i logistycznie trudny. BioPykrete jest natomiast w dużej mierze wykonany z lodu i materiału pochodzenia roślinnego, dlatego w przyszłości mógłby stanowić biodegradowalną i potencjalnie niskoemisyjną alternatywę dla niektórych zastosowań konstrukcyjnych.
Czytaj też: Te wiązania zmieniają strukturę i magnetyzm materiału. Na jaw wyszło zaskakujące zachowanie wanadu
Na razie jednak trudno mówić o rewolucji w budownictwie. BioPykrete pozostaje rozwiązaniem na etapie koncepcji i wymaga dalszych badań. Inżynierowie muszą sprawdzić, jak materiał zachowuje się przez długi czas, jak reaguje na wielokrotne cykle zamarzania i rozmrażania oraz czy pod wpływem stałego obciążenia nie zaczyna stopniowo zmieniać kształtu. Dopiero odpowiedzi na te pytania pokażą, czy superlód rzeczywiście będzie mógł wyjść poza ściany laboratorium.
