Винахід «самовідновлюваного» бетону.

Самовідновлювальний бетон, який ремонтується за допомогою світла та мікроорганізмів, вважається революційним проривом, який може різко знизити витрати на ремонт будівництва та продовжити термін служби інфраструктури на століття.

За умови широкого впровадження, самовідновлювальний бетон може значно знизити витрати на обслуговування будівель - Фото: Quantum News

Згідно з The Brighter Side of News , винахід самовідновлюваного бетону належить дослідницькій групі з Університету Небраски-Лінкольна (США) і отримує високу оцінку за його практичне застосування не лише в будівельній галузі.

Чому тріщини в бетоні є серйозною проблемою?

Бетон є найпоширенішим будівельним матеріалом у світі . Однак він схильний до утворення невеликих тріщин через вплив тепла, усадки або великих навантажень.

Ці тріщини можуть пропускати воду, повітря та хімікати, що викликає корозію арматурної сталі та послаблює конструкцію, що може призвести до руйнування, якщо їх не виявити та не усунути вчасно.

У Сполучених Штатах виявлення та ремонт тріщин у бетоні щорічно коштує десятки мільярдів доларів. Це складний процес, що вимагає точного визначення місця пошкодження та впровадження дорогих ремонтних заходів.

Під керівництвом доктора Конгруї Грейс Джин дослідницька група черпала натхнення з лишайників – симбіотичного організму між грибами та водоростями/ціанобактеріями, здатного виживати в суворих умовах.

Вони відтворили цю симбіотичну модель у лабораторії, поєднавши нитчасті гриби (Trichoderma reesei) та ціанобактерії (Anabaena inaequalis або Nostoc punctiforme), щоб створити мікробну систему, яка може виживати лише на повітрі, воді та світлі.

Унікальною особливістю цієї системи є її здатність автоматично виробляти карбонат кальцію, мінерал, який герметизує тріщини в бетоні без необхідності зовнішніх поживних добавок, на відміну від попередніх методів.

У цій мікробній екосистемі ціанобактерії використовують світло для фотосинтезу, поглинаючи вуглекислий газ та азот з повітря для виробництва поживних речовин. Нитчасті гриби використовують ці поживні речовини для росту та утворення кристалів карбонату кальцію, які заповнюють тріщини.

Експерименти показали, що ця симбіотична мікробна система процвітає в середовищах з низьким вмістом поживних речовин, низькою вологістю та високим рівнем pH, таких як бетон, що багато інших бактерій не можуть зробити. Випробування також підтвердили швидкість загоєння тріщин до 80% швидше, ніж за допомогою традиційних бактеріальних методів.

Зокрема, цей метод також є екологічно безпечним, оскільки не виробляє токсичних газів, як деякі методи, що використовують сечовину.

Практичне застосування та майбутні перспективи

За умови широкого впровадження, самовідновлювальний бетон може значно знизити витрати на обслуговування, продовжити термін служби мостів, доріг, будівель і навіть космічних споруд на Місяці чи Марсі, де ремонт практично неможливий.

Дослідницька група також зараз співпрацює із соціологами, щоб зрозуміти сприйняття громадськістю проживання в будинках, у стінах яких «ховаються» мікроорганізми. Також враховуються правові та етичні фактори для забезпечення безпеки та соціального сприйняття.

Не зупиняючись на теоретичних моделях, команда вчених створила бетонні зразки, що містять мікроорганізми, культивуючи їх в умовах, що імітують реальні умови, такі як тепла температура, середня вологість та світлові цикли, як на будівельному майданчику. Результати показали, що ця мікробна система може рости та ефективно функціонувати без редагування генів, покладаючись лише на повітря та світло.

Якщо ця технологія буде комерціалізована, вона може революціонізувати світову будівельну галузь, зробивши міста більш сталими, з меншими викидами та безпечнішими для всіх.

МІНЬ ХАЙ

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