Ushbu tadqiqot oddiy betonni faqat yuk ko‘taruvchi qurilish materiali sifatida emas, balki energiya saqlay oladigan faol material sifatida ko‘rishni taklif qiladi. Ishda Portland sementiga uglerod nanotubalarning qo‘shilishi materialning elektr energiyasi saqlash qobiliyati va siqilishdagi mustahkamligi o‘rtasida qanday muvozanat hosil qilishini hisoblashga asoslangan usullar bilan o‘rganadi.

Asosiy muammo

G‘oya juda qiziq: agar shaharlarning beton poydevorlari energiyani ham saqlay olsa, energiya saqlash faqat alohida batareya maydonlari bilan chegaralanmaydi. Ammo bu yerda katta muhandislik qarama-qarshiligi bor. O‘tkazuvchi nanoqo‘shimchalar oshgani sayin energiya saqlash imkoniyati ko‘payishi mumkin, lekin beton matritsasining mexanik yaxlitligi susayib ketishi ham mumkin.

Yondashuv

Muallif bu masalani Graph Neural Network (GNN) yordamida tahlil qilgan. Sement ichidagi molekulyar tuzilma graf sifatida ifodalangan: atomlar tugunlar, kimyoviy bog‘lar va yaqinlik munosabatlari esa qirralar sifatida modellashtirilgan. Model bir vaqtning o‘zida ikki natijani bashorat qiladi: energiya saqlash zichligi va siqilishdagi mustahkamlik. Ya’ni tizim “ko‘proq energiya” va “etarlicha xavfsiz beton” o‘rtasidagi eng yaxshi nuqtani qidiradi.

Natijalar

Simulyatsiyaga ko‘ra eng maqbul qo‘shimcha miqdori %4,73 hajmiy CNT deb topilgan. Shu nuqtada materialning energiya zichligi 112,47 Wh/m³, siqilishdagi mustahkamligi esa 24,01 MPa deb ko‘rsatilgan. Bu qiymat tadqiqotda tilga olingan 20 MPa chegarasidan yuqori bo‘lgani uchun, nazariy jihatdan strukturaviy qo‘llashga mos kelishi mumkinligi aytiladi.

Maqola yana bir amaliy hisob beradi: agar oddiy turar joy poydevorida 50 m³ beton bo‘lsa, bunday material taxminan 5,6 kWh energiya saqlashi mumkin. Bu juda katta sanoat batareyasi emas, lekin qurilish materialining o‘zini energiya tizimining bir qismi sifatida ko‘rish yo‘lini ochadi.

Nega bu muhim?

Bu ish qayta tiklanuvchi energiya davrida muhim savolni ko‘taradi: binolar passiv konstruksiya bo‘lib qoladimi yoki energiya infratuzilmasining faol qismiga aylanadimi? Agar beton kabi juda keng ishlatiladigan material qo‘shimcha funksiyaga ega bo‘lsa, shahar miqyosidagi saqlash imkoniyatlari tubdan o‘zgarishi mumkin.

Shu bilan birga, bu natijalar tajribaga emas, hisoblash modeliga tayanganini unutmaslik kerak. Demak, bu tayyor qurilish standarti emas, biroq aqlli materiallar va strukturaviy energiya saqlash yo‘nalishida kuchli tadqiqot istiqbolini ko‘rsatadi.