เทคโนโลยีชีวภาพสร้างคอนกรีตชนิดใหม่ที่สามารถซ่อมแซมรอยแตกร้าวได้ด้วยตัวเอง

รูปภาพ.jpg — การผสมผสานระหว่างเทคโนโลยีชีวภาพและวิศวกรรมวัสดุอาจก่อให้เกิดความก้าวหน้าครั้งสำคัญที่ก้าวล้ำ

คอนกรีตเป็นผลิตภัณฑ์ที่ต้องเผชิญกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดรอยแตกร้าวและความเสี่ยงต่อการกัดกร่อน ดังนั้น โครงสร้างคอนกรีตจึงจำเป็นต้องได้รับการบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่อง ซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูงและไม่เหมาะสมต่อการใช้งาน

งานวิจัยก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าคอนกรีตสามารถซ่อมแซมตัวเองได้หากส่วนประกอบของคอนกรีตมีแบคทีเรียบางชนิดอยู่ด้วย

อย่างไรก็ตาม ความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดคือการหาวิธีที่จะรักษาแบคทีเรียให้มีชีวิตอยู่ได้ในระยะยาวโดยไม่ทำลายโครงสร้างคอนกรีต

นักวิทยาศาสตร์ จากมหาวิทยาลัย Drexel (สหรัฐอเมริกา) ได้ค้นพบวิธีแก้ปัญหาที่ก้าวล้ำสำหรับปัญหานี้ด้วยการใช้เอนโดสปอร์ที่หุ้มด้วยไฮโดรเจลและเปลือกโพลีเมอร์ป้องกัน

ด้วยเหตุนี้ พวกเขาจึงสามารถประดิษฐ์คอนกรีต BioFiber ได้สำเร็จ ซึ่งสามารถอุดรอยแตกร้าวได้เองหลังจากเกิดขึ้นแล้ว

ในการผลิตคอนกรีต BioFiber จะใช้เส้นใยโพลิเมอร์ชนิดพิเศษ เส้นใยโพลิเมอร์เหล่านี้มีหน้าที่สองประการ คือ เพิ่มความแข็งแรงให้กับคอนกรีตและสร้างกลไกซ่อมแซมตัวเอง

เส้นใยโพลีเมอร์เหล่านี้ล้อมรอบชั้นไฮโดรเจล ซึ่งภายในมีแบคทีเรียที่ไม่ทำงานอยู่ - เอนโดสปอร์ แบคทีเรียเหล่านี้สามารถ 'หลับใหล' ได้ในสภาวะที่รุนแรง แต่สามารถฟื้นคืนได้เมื่อสภาพแวดล้อมเอื้ออำนวย

คอนกรีตไบโอไฟเบอร์สามารถใช้งานได้เช่นเดียวกับคอนกรีตทั่วไป แต่คุณสมบัติเฉพาะของคอนกรีตจะปรากฏชัดเจนเมื่อมีรอยแตกร้าว

เมื่อน้ำซึมผ่านรอยแตก ไฮโดรเจลจะสลายตัวและแบคทีเรียที่หลับใหลอยู่จะถูกปลุกให้ตื่นขึ้น แบคทีเรียจะเริ่มกินคาร์บอนและแคลเซียมจากคอนกรีตโดยรอบ ก่อตัวเป็นแคลเซียมคาร์บอเนต ซึ่งเป็นสารยึดเกาะที่เติมเต็มรอยแตก

BioFiber สามารถปิดรอยแตกร้าวได้เองภายใน 1-2 วันหลังจากที่รอยแตกร้าวปรากฏขึ้น นักวิจัยระบุว่าคอนกรีต BioFiber จะช่วยลดความยุ่งยากในการบำรุงรักษาอาคาร และยังช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการผลิตคอนกรีตอีกด้วย

(ตามข้อมูลของไฮเทค)

แหล่งที่มา