اختراع بتن «خود ترمیم شونده».

بتن خود ترمیم شونده که با استفاده از نور و میکروارگانیسم‌ها خود را ترمیم می‌کند، یک پیشرفت انقلابی محسوب می‌شود که می‌تواند هزینه‌های تعمیر ساخت و ساز را به شدت کاهش داده و طول عمر زیرساخت‌ها را برای قرن‌ها افزایش دهد.

اگر بتن خود ترمیم شونده به طور گسترده مورد استفاده قرار گیرد، می‌تواند هزینه‌های نگهداری ساختمان را به میزان قابل توجهی کاهش دهد - عکس: Quantum News

به گزارش «The Brighter Side of News» ، اختراع بتن خود ترمیم شونده متعلق به یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه نبراسکا-لینکلن (ایالات متحده آمریکا) است و به دلیل کاربردهای عملی آن، نه تنها در صنعت ساخت و ساز، بسیار مورد تحسین قرار گرفته است.

چرا ترک‌های بتن یک مشکل جدی هستند؟

بتن پرکاربردترین مصالح ساختمانی در جهان است. با این حال، به دلیل اثرات گرما، انقباض یا بارهای سنگین، مستعد ایجاد ترک‌های کوچک است.

این ترک‌ها می‌توانند به آب، هوا و مواد شیمیایی اجازه نفوذ دهند و باعث خوردگی فولاد تقویت‌کننده و تضعیف سازه شوند که در صورت عدم تشخیص و درمان سریع، می‌تواند منجر به فروپاشی شود.

در ایالات متحده، تشخیص و تعمیر ترک‌های بتنی سالانه ده‌ها میلیارد دلار هزینه دارد. این یک فرآیند دشوار است که نیاز به تعیین دقیق محل آسیب و اجرای اقدامات تعمیر پرهزینه دارد.

تیم تحقیقاتی تحت رهبری دکتر کنگروی گریس جین، از گلسنگ‌ها، یک ارگانیسم همزیست بین قارچ‌ها و جلبک‌ها/سیانوباکتری‌ها که قادر به زنده ماندن در محیط‌های سخت هستند، الهام گرفتند.

آنها این مدل همزیستی را در آزمایشگاه با ترکیب قارچ‌های رشته‌ای (Trichoderma reesei) و سیانوباکتری‌ها (Anabaena inaequalis یا Nostoc punctiforme) بازسازی کردند تا یک سیستم میکروبی ایجاد کنند که بتواند تنها با هوا، آب و نور زنده بماند.

ویژگی منحصر به فرد این سیستم، توانایی آن در تولید خودکار کربنات کلسیم است، ماده معدنی که برخلاف روش‌های قبلی، ترک‌های بتن را بدون نیاز به مکمل‌های غذایی خارجی آب‌بندی می‌کند.

در این اکوسیستم میکروبی، سیانوباکتری‌ها از نور برای فتوسنتز استفاده می‌کنند و دی‌اکسید کربن و نیتروژن هوا را برای تولید مواد مغذی جذب می‌کنند. قارچ‌های رشته‌ای از این مواد مغذی برای رشد و تولید کریستال‌های کربنات کلسیم که ترک‌ها را پر می‌کنند، استفاده می‌کنند.

آزمایش‌ها نشان داده‌اند که این سیستم میکروبی همزیست در محیط‌های فقیر از مواد مغذی، کم‌رطوبت و با pH بالا مانند بتن رشد می‌کند، کاری که بسیاری از باکتری‌های دیگر نمی‌توانند انجام دهند. آزمایش‌ها همچنین سرعت ترمیم ترک را تا 80 درصد سریع‌تر از روش‌های باکتریایی مرسوم تأیید کرده‌اند.

به طور خاص، این روش از نظر زیست‌محیطی نیز بی‌خطر است زیرا مانند برخی از تکنیک‌هایی که از اوره استفاده می‌کنند، گازهای سمی تولید نمی‌کند.

کاربردهای عملی و چشم‌اندازهای آینده

اگر بتن خود ترمیم شونده به طور گسترده مورد استفاده قرار گیرد، می‌تواند هزینه‌های نگهداری را به میزان قابل توجهی کاهش دهد، طول عمر پل‌ها، جاده‌ها، ساختمان‌ها و حتی سازه‌های فضایی را در ماه یا مریخ، جایی که تعمیر تقریباً غیرممکن است، افزایش دهد.

این تیم تحقیقاتی همچنین در حال حاضر با جامعه‌شناسان همکاری می‌کند تا درک عمومی از زندگی در خانه‌هایی که میکروارگانیسم‌ها در دیوارها "پنهان" شده‌اند را درک کند. عوامل قانونی و اخلاقی نیز برای اطمینان از ایمنی و پذیرش اجتماعی در نظر گرفته می‌شوند.

تیم دانشمندان بدون توقف در مدل‌های نظری، نمونه‌های بتنی حاوی میکروارگانیسم‌ها را ایجاد کردند و آنها را در شرایطی که شرایط دنیای واقعی مانند دمای گرم، رطوبت متوسط ​​و چرخه‌های نوری مانند یک محل ساخت و ساز را شبیه‌سازی می‌کرد، کشت دادند. نتایج نشان داد که این سیستم میکروبی می‌تواند بدون ویرایش ژن و تنها با تکیه بر هوا و نور، به طور مؤثر رشد و عملکرد کند.

در صورت تجاری‌سازی، این فناوری می‌تواند صنعت ساخت و ساز جهانی را متحول کند و شهرها را پایدارتر، با انتشار گازهای گلخانه‌ای کمتر و ایمن‌تر برای همه بسازد.

مین های

منبع: https://tuoitre.vn/phat-minh-loai-be-tong-tu-va-20250623113630787.htm