Недавно был разработан бетон, который "лечит" собственные трещины и имеет многообещающее будущее в снижении неизбежного износа бетонных конструкций и связанных с этим высоких затрат на техническое обслуживание и ремонт.
С тех пор, как был построен Колизей почти 2000 лет назад, бетон был основным строительным материалом человечества. Он есть в зданиях, мостах, туннелях и дорогах, и его использование резко возросло в последние годы. Только за последние три года Китай использовал больше бетона, чем Соединенные Штаты за последнее столетие.
Несмотря на свои прочностные характеристики, бетон подвержен износу, при этом в процессе строительства развиваются микротрещины, которые приводят к проблемам утечки и в конечном итоге коррозии стальной арматуры. В худшем случае это может привести к трагедии, и миллиарды долларов ежегодно тратятся только на поддержание конкретной инфраструктуры.
Самовосстанавливающийся бетон-это биобетон, созданный так же, как обычный бетон, но с добавлением секретного "лечебного агента". Эта целебная бактерия остается неповрежденной на протяжении всего процесса смешивания, но если бетон трескается и вода просачивается внутрь, она растворяется и становится активной. Используемые бактерии в самовосстанавливающемся бетоне это либо Bacillus pseudofirmus либо Sporosarcina pasteurii: обе они встречаются в природе в высокощелочных вулканических озерах и могут прожить до 200 лет без какой-либо пищи или кислорода. Эти бактерии активируются, когда они вступают в контакт с водой, что делает их идеальным ингредиентом в самовосстанавливающемся бетоне для эффективного ремонта любых трещин, которые могут возникнуть естественным путем.
Самовосстанавливающийся бетон был разработан микробиологом Хендриком Йонкерсом из Делфтского технологического университета в Нидерландах. Он был в значительной степени вдохновлен естественными процессами в организме, в которых кости заживают через минерализацию, и Джонкерс исследовал идею о том, может ли это быть воспроизведено в бетоне.
Решение проблемы уникальных свойств и условий бетона было сложным процессом, который занял у Йонкерса три года. Бетон-чрезвычайно щелочной материал, и найти бактерию, которая могла бы пережить его сухие, камнеподобные свойства и оставаться спящей до того, как ее активирует вода, было нелегко.
Бактерия Bacillus была в конечном счете выбрана, потому что она процветает в щелочных условиях и может производить споры, которые выживут в течение десятилетий без какого-либо кислорода или пищи. Но бактерии должны были не только оставаться активными в бетоне, но и иметь возможность производить ремонтный материал (известняк) для бетона при его повреждении. Для этого бациллам необходим источник пищи, такой как сахар. Но если бы мы добавили сахар в бетон, это привело бы ухудшению прочностных свойств бетона.
Решение, которое Джонкерс придумал, было лактатом кальция, который он установил с бактериями в капсулах, сделанных из биоразлагаемого пластика. Они были добавлены к влажной бетонной смеси и раскрываются, если вода просачивается внутрь. Это, в свою очередь, активирует бактерии прорастать и размножаться, питаясь лактатом и объединяя кальций с карбонат-ионами с образованием кальцита (известняка), который эффективно закрывает трещины и "лечит" бетон.сточник: Яндекс Картинки
Создание данного материала является частью захватывающего сдвига в сторону "биологического строительства". Природа предоставляет нам много функциональных возможностей бесплатно – в данном случае, бактерии, производящие известняк. Если мы сможем реализовать его в материалах, то сможем извлечь из него реальную пользу.
А как вы думаете, есть будущее за этим материалом? Пишите в комментариях.
Если Вам понравилась наша статья, ставьте лайк и подписывайтесь на канал. Пишите комментарии.