混凝土并非被认为是一种塑料，而是小尺度上的可塑性可以通过使其不断适应压力，数十年甚至几个世纪后的压力，从而使混凝土的实用性成为世界上最常用的材料。赖斯大学的研究人员更接近理解原因。
材料的稻米实验室科学家Rouzbeh Shahsavari对Tobermorite进行了原子级计算机分析，Tobermorite是一种天然存在的结晶类似物，与钙 - 硅酸盐水溶液（C-S-H）构成水泥，从而将混凝土凝聚在一起。通过了解Tobermorite的内部结构，他们希望使混凝土更强壮，更坚固，能够更好地变形而不在压力下破裂。
他们的结果本周在《美国化学学会杂志》上出现ACS应用材料和界面。
Tobermorite是古代使用的上级混凝土罗马人的关键元素，形成了层，例如将凝固成颗粒的纸堆组成。这些颗粒通常具有螺钉位错，剪切缺陷，通过允许层相互滑动来帮助缓解压力。或者，它们可以允许在锯齿状的缺陷将它们锁定到位之前只滑一点。
研究人员建立了第一个Tobermorite“超级细胞”的计算机模型，其位错垂直于材料中的层或与材料中的层平行，然后施加剪切力。他们发现，随着层之间的水分子捕获的水分子帮助他们彼此滑行，无缺陷的Tobermorite很容易变形。
但是，在螺钉缺陷的颗粒中，层仅在被牙齿样核心位错锁定到位之前才滑动。这有效地将雄鹿传到了下一个层，直到被捕获，等等，从而减轻了压力而不会破裂。
Shahsavari说，这种“颗粒核心的逐步缺陷引起的滑行”使其更具延展性并能够适应压力，Shahsavari表示，土木和环境工程与材料科学和纳米工程的助理教授Shahsavari说。
Shahsavari说：“我们从这项研究中获得的见解是，当涉及到复杂的分层晶体系统（例如Tobermorite）时，缺陷对材料有害不利于材料，这不是这样，” Shahsavari说，相反，缺陷可以领导。在某些方向上的脱位，这是滑行的瓶颈，从而增加了屈服应力和韧性。
“这些后者的特性是设计混凝土材料的关键，这些材料同时强，坚固，两种工程功能在多种应用中高度满足。我们的研究提供了有关如何利用水泥中看似弱属性（缺陷）的第一份报告，并将其转变为高度期望的特性，高强度和韧性。”
Shahsavari说，他希望这项工作将为开发更强大，更坚固的混凝土和其他复杂材料提供设计指南。
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