Wynalezienie „samonaprawiającego się” betonu

Samonaprawiający się beton, wykorzystujący światło i mikroorganizmy, uważany jest za rewolucyjny krok naprzód, który może znacząco obniżyć koszty napraw budowlanych i wydłużyć żywotność infrastruktury o stulecia.

Jeśli zostanie szeroko zastosowany, samonaprawiający się beton może znacząco obniżyć koszty utrzymania konstrukcji - Zdjęcie: Quantum News

Jak podaje The Brighter Side of News , wynalazek betonu samonaprawialnego należy do zespołu badawczego z University of Nebraska-Lincoln (USA) i cieszy się dużym uznaniem ze względu na praktyczne zastosowanie, nie tylko w branży budowlanej.

Dlaczego pękanie betonu jest poważnym problemem?

Beton jest najpopularniejszym materiałem budowlanym na świecie . Jest jednak podatny na mikropęknięcia pod wpływem ciepła, skurczu lub dużych obciążeń.

Pęknięcia te mogą umożliwić przenikanie wody, powietrza i substancji chemicznych, powodując korozję stali i osłabiając konstrukcję, a nawet prowadząc do jej zawalenia, jeśli nie zostaną szybko wykryte i naprawione.

W Stanach Zjednoczonych wykrywanie i naprawa pęknięć w betonie kosztuje dziesiątki miliardów dolarów rocznie. To trudny proces, który wymaga dokładnego zlokalizowania uszkodzenia i przeprowadzenia kosztownych napraw.

Zespół pod kierownictwem dr Congrui Grace Jin czerpał inspirację z porostów, organizmów symbiotycznych pomiędzy grzybami i glonami/sinicami, które potrafią przetrwać w trudnych warunkach.

Naukowcy odtworzyli ten symbiotyczny model w laboratorium, łącząc grzyby strzępkowe (Trichoderma reesei) i sinice (Anabaena inaequalis lub Nostoc punctiforme) w celu stworzenia systemu mikrobiologicznego, który może przetrwać, mając wyłącznie powietrze, wodę i światło.

Cechą szczególną tego systemu jest jego zdolność do automatycznej produkcji węglanu wapnia, substancji, która pomaga uszczelniać pęknięcia w betonie bez konieczności dodawania składników odżywczych z zewnątrz, jak miało to miejsce w przypadku poprzednich metod.

W tym mikrobiomie sinice wykorzystują światło do fotosyntezy, absorbując dwutlenek węgla i azot z powietrza, aby wytwarzać składniki odżywcze. Grzyby nitkowate wykorzystują to źródło składników odżywczych do wzrostu i tworzenia kryształów węglanu wapnia, które wypełniają pęknięcia.

Eksperymenty wykazały, że ten symbiotyczny mikroorganizm rozwija się w środowiskach ubogich w składniki odżywcze, o niskiej wilgotności i wysokim pH, takich jak beton, gdzie wiele innych bakterii nie jest w stanie się rozwijać. Testy potwierdziły również, że tempo gojenia się pęknięć jest nawet o 80% szybsze niż w przypadku konwencjonalnych metod wykorzystujących bakterie.

Metoda ta jest w szczególności bezpieczna dla środowiska, gdyż nie powoduje emisji toksycznych gazów, jak ma to miejsce w przypadku niektórych technik wykorzystujących mocznik.

Zastosowania praktyczne i perspektywy na przyszłość

Jeśli technologia samonaprawiającego się betonu znajdzie szerokie zastosowanie, może ona znacząco obniżyć koszty utrzymania konstrukcji, wydłużając żywotność mostów, budynków, a nawet konstrukcji kosmicznych na Księżycu lub Marsie, gdzie naprawy są niemal niemożliwe.

Zespół współpracuje również z socjologami, aby zrozumieć, jak społeczeństwo postrzega życie w domach, w których w ścianach „czają się” drobnoustroje. Uwzględniane są również czynniki prawne i etyczne, aby zapewnić bezpieczeństwo i akceptację społeczną.

Nie poprzestając na modelu teoretycznym, grupa naukowców stworzyła próbki betonu zawierające mikroorganizmy, hodowane w symulowanych warunkach rzeczywistych, takich jak wysoka temperatura, średnia wilgotność i cykl oświetlenia, jak na placu budowy. Wyniki pokazały, że ten system mikroorganizmów może rosnąć i funkcjonować efektywnie bez modyfikacji genetycznych, opierając się jedynie na powietrzu i świetle.

Jeśli technologia ta zostanie skomercjalizowana, może zmienić oblicze światowego przemysłu budowlanego, sprawiając, że miasta staną się bardziej zrównoważone, mniej emisyjne i bezpieczniejsze dla wszystkich.

MINH HAI

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