Изобретение «самовосстанавливающегося» бетона

Самовосстанавливающийся бетон с использованием света и микроорганизмов считается революционным шагом вперед, который может значительно сократить расходы на ремонт зданий и сооружений и продлить срок службы инфраструктуры на столетия.

При широком применении самовосстанавливающийся бетон может значительно снизить расходы на содержание зданий. Фото: Quantum News

По данным The Brighter Side of News , изобретение самовосстанавливающегося бетона принадлежит исследовательской группе Университета Небраски-Линкольна (США) и высоко ценится за его практическое применение не только в строительной отрасли.

Почему трещины в бетоне представляют собой серьезную проблему?

Бетон — самый распространённый строительный материал в мире . Однако он подвержен образованию микротрещин из-за воздействия тепла, усадки или больших нагрузок.

Через эти трещины может проникать вода, воздух и химикаты, что приводит к коррозии стали и ослаблению конструкции, а если вовремя не обнаружить и не устранить проблему, то это может даже привести к обрушению.

В Соединённых Штатах обнаружение и ремонт трещин в бетоне обходятся в десятки миллиардов долларов ежегодно. Это сложный процесс, требующий определения точного места повреждения и проведения дорогостоящего ремонта.

Под руководством доктора Конгруй Грейс Джин команда черпала вдохновение в лишайниках — симбиотических организмах грибов и водорослей/цианобактерий, способных выживать в суровых условиях.

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

Особенностью этой системы является ее способность автоматически производить минералы карбоната кальция — вещества, помогающего герметизировать трещины в бетоне без необходимости внесения дополнительных питательных веществ извне, как это было сделано в предыдущих методах.

В этом микробиоме цианобактерии используют свет для фотосинтеза, поглощая углекислый газ и азот из воздуха для создания питательных веществ. Нитчатые грибы используют этот источник питательных веществ для роста и образования кристаллов карбоната кальция, заполняющих трещины.

Эксперименты показали, что этот симбиотический микроорганизм процветает в бедных питательными веществами средах с низкой влажностью и высоким pH, таких как бетон, где многие другие бактерии не могут существовать. Испытания также подтвердили, что скорость заживления трещин до 80% выше, чем при использовании традиционных бактериальных методов.

В частности, этот метод безопасен для окружающей среды, поскольку не создает токсичных газов, как некоторые технологии с использованием мочевины.

Практические приложения и перспективы на будущее

В случае широкого внедрения самовосстанавливающийся бетон может значительно сократить расходы на техническое обслуживание строительства, продлевая срок службы мостов, зданий и даже космических сооружений на Луне или Марсе, где ремонт практически невозможен.

Команда также сотрудничает с социологами, чтобы понять, как общественность относится к жизни в домах, где микробы «таятся» в стенах. Также рассматриваются правовые и этические аспекты для обеспечения безопасности и общественного признания.

Не останавливаясь на теоретической модели, группа учёных создала образцы бетона, содержащие микроорганизмы, культивируемые в условиях, имитирующих реальные, такие как высокая температура, средняя влажность и цикл освещения, характерный для строительной площадки. Результаты показали, что эта система микроорганизмов может расти и эффективно функционировать без генетической модификации, полагаясь только на воздух и свет.

В случае коммерциализации эта технология может преобразить мировую строительную отрасль, сделав города более устойчивыми, менее вредными и безопасными для всех.

МИНЬ ХАЙ

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