Az „öngyógyuló” beton feltalálása

A fény és mikroorganizmusok segítségével öngyógyító beton forradalmi előrelépésnek számít, amely jelentősen csökkentheti az építési javítási költségeket és évszázadokkal meghosszabbíthatja az infrastruktúra élettartamát.

Széles körű alkalmazás esetén az öngyógyuló beton jelentősen csökkentheti az építési karbantartási költségeket - Fotó: Quantum News

A The Brighter Side of News szerint az öntapadó beton találmánya a Nebraska-Lincoln Egyetem (USA) kutatócsoportjához tartozik, és gyakorlati alkalmazása miatt nagy elismerés övezi, nem csak az építőiparban.

Miért komoly probléma a beton repedése?

A beton a világon a legszélesebb körben használt építőanyag. Azonban hajlamos a mikrorepedésekre hő, zsugorodás vagy nagy terhelés miatt.

Ezek a repedések lehetővé teszik a víz, a levegő és a vegyszerek behatolását, korrodálhatják az acélt és gyengíthetik a szerkezetet, ami akár összeomláshoz is vezethet, ha nem észlelik és nem kezelik azonnal.

Az Egyesült Államokban a betonrepedések felderítése és javítása évente több tízmilliárd dollárba kerül. Ez egy nehéz folyamat, amely megköveteli a kár pontos helyének megtalálását és költséges javítások elvégzését.

Dr. Congrui Grace Jin vezette csapat a zuzmókból merített ihletet, amelyek a gombák és az algák/cianobaktériumok között szimbiotikus élőlények, és képesek túlélni a zord környezetben.

Laboratóriumban újraalkották ezt a szimbiotikus modellt fonalas gombák (Trichoderma reesei) és cianobaktériumok (Anabaena inaequalis vagy Nostoc punctiforme) kombinálásával, hogy olyan mikrobiális rendszert hozzanak létre, amely képes túlélni pusztán levegőn, vízen és fénnyel.

Ennek a rendszernek a különlegessége, hogy automatikusan képes kalcium-karbonát ásványokat előállítani, amely anyag segít a beton repedéseinek tömítésében anélkül, hogy kívülről tápanyagokat kellene hozzáadni, mint a korábbi módszerek esetében.

Ebben a mikrobiomban a cianobaktériumok fényt használnak a fotoszintézishez, szén-dioxidot és nitrogént nyelnek el a levegőből, hogy tápanyagokat hozzanak létre. A fonalas gombák ezt a tápanyagforrást használják fel növekedésükhöz és kalcium-karbonát kristályok létrehozásához, amelyek kitöltik a repedéseket.

Kísérletek kimutatták, hogy ez a szimbiotikus mikroorganizmus tápanyagban szegény, alacsony páratartalmú, magas pH-értékű környezetben, például a betonban is jól érzi magát, ahol sok más baktérium nem képes. A tesztek azt is megerősítették, hogy a repedésgyógyulási sebesség akár 80%-kal gyorsabb, mint a hagyományos bakteriális módszereknél.

Ez a módszer különösen környezetbarát, mivel nem termel mérgező gázokat, mint egyes karbamidot használó technikák.

Gyakorlati alkalmazások és jövőbeli kilátások

Széles körű alkalmazás esetén az öngyógyító beton jelentősen csökkentheti az építési karbantartási költségeket, meghosszabbítva a hidak, épületek és akár a Holdon vagy a Marson található űrépítmények élettartamát is, ahol a javítások szinte lehetetlenek.

A csapat szociológusokkal is együttműködik, hogy megértse, mit gondol a lakosság az olyan otthonokban való életről, ahol a falakban „leselkednek” mikrobák. Jogi és etikai tényezőket is figyelembe vesznek a biztonság és a társadalmi elfogadottság garantálása érdekében.

A tudóscsoport nemcsak az elméleti modellnél állt meg, hanem mikroorganizmusokat tartalmazó betonmintákat is létrehozott, amelyeket valós körülmények között, például meleg hőmérsékleten, átlagos páratartalom mellett és az építkezéshez hasonló megvilágítási ciklusokban tenyésztettek. Az eredmények azt mutatták, hogy ez a mikroorganizmus-rendszer genetikai módosítás nélkül is képes növekedni és hatékonyan működni, kizárólag levegőre és fényre támaszkodva.

Ha ez a technológia kereskedelmi forgalomba kerül, átalakíthatja a globális építőipart, fenntarthatóbbá, alacsonyabb kibocsátásúvá és biztonságosabbá téve a városokat mindenki számára.

MINH HAI

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