Изобретение «самовосстанавливающегося» бетона.

Самовосстанавливающийся бетон, который самовосстанавливается с помощью света и микроорганизмов, считается революционным прорывом, способным значительно снизить затраты на ремонт в строительстве и продлить срок службы инфраструктуры на столетия.

При широком внедрении самовосстанавливающийся бетон может значительно снизить затраты на техническое обслуживание зданий. — Фото: Quantum News

Согласно изданию The Brighter Side of News , изобретение самовосстанавливающегося бетона принадлежит исследовательской группе из Университета Небраски-Линкольна (США) и получает высокую оценку за свои практические применения не только в строительной отрасли.

Почему трещины в бетоне представляют собой серьезную проблему?

Бетон — наиболее широко используемый строительный материал в мире . Однако он склонен к образованию мелких трещин из-за воздействия тепла, усадки или больших нагрузок.

Эти трещины могут пропускать воду, воздух и химические вещества, вызывая коррозию арматурной стали и ослабляя конструкцию, что потенциально может привести к обрушению, если трещины не будут обнаружены и устранены своевременно.

В Соединенных Штатах обнаружение и ремонт трещин в бетоне обходится ежегодно в десятки миллиардов долларов. Это сложный процесс, требующий точного определения местоположения повреждения и применения дорогостоящих ремонтных работ.

Под руководством доктора Конгруи Грейс Джин исследовательская группа черпала вдохновение в лишайниках — симбиотических организмах, представляющих собой сочетание грибов и водорослей/цианобактерий, способных выживать в суровых условиях.

В лабораторных условиях они воссоздали эту симбиотическую модель, объединив нитевидные грибы (Trichoderma reesei) и цианобактерии (Anabaena inaequalis или Nostoc punctiforme), чтобы создать микробную систему, способную выживать только за счет воздуха, воды и света.

Уникальной особенностью этой системы является ее способность автоматически производить карбонат кальция — минерал, который герметизирует трещины в бетоне без необходимости дополнительного внесения питательных веществ, в отличие от предыдущих методов.

В этой микробной экосистеме цианобактерии используют свет для фотосинтеза, поглощая углекислый газ и азот из воздуха для производства питательных веществ. Нитевидные грибы используют эти питательные вещества для роста и образования кристаллов карбоната кальция, которые заполняют трещины.

Эксперименты показали, что эта симбиотическая микробная система процветает в средах с низким содержанием питательных веществ, низкой влажностью и высоким pH, таких как бетон, чего не могут обеспечить многие другие бактерии. Тесты также подтвердили скорость заживления трещин до 80% выше, чем при использовании традиционных бактериальных методов.

В частности, этот метод также безопасен для окружающей среды, поскольку не выделяет токсичных газов, в отличие от некоторых методов, использующих мочевину.

Практическое применение и перспективы на будущее

В случае широкого распространения самовосстанавливающийся бетон мог бы значительно снизить затраты на техническое обслуживание, продлить срок службы мостов, дорог, зданий и даже космических сооружений на Луне или Марсе, где ремонт практически невозможен.

В настоящее время исследовательская группа также сотрудничает с социологами, чтобы понять общественное восприятие жизни в домах, где микроорганизмы «прячутся» в стенах. Также рассматриваются правовые и этические факторы для обеспечения безопасности и социальной приемлемости.

Не ограничиваясь теоретическими моделями, группа ученых создала конкретные образцы, содержащие микроорганизмы, культивируя их в условиях, имитирующих реальные условия, такие как высокая температура, средняя влажность и световой режим, как на строительной площадке. Результаты показали, что эта микробная система может расти и эффективно функционировать без редактирования генов, полагаясь только на воздух и свет.

В случае коммерциализации эта технология может произвести революцию в мировой строительной индустрии, сделав города более экологичными, с меньшими выбросами и более безопасными для всех.

МИНЬХАЙ

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