Инженеры разработали биологические волокна, которые помогают бетону самостоятельно восстанавливаться при разрушении.
Исследователи из Университета Дрекселя создали бетон с «биоволокнами», которые используют бактерии для заделки трещин по мере их образования. Масштабируемая технология производства еще разрабатывается, но в конечном итоге помочь снизить требования к техническому обслуживанию зданий и выбросы углекислого газа при производстве бетона.
Исследователи используют полимерные волокна BioFiber для доставки восстанавливающих компонентов внутрь трещины. Волокна покрыты слоем гидрогеля, который содержит эндоспоры — спящие формы бактерий, способные выдерживать экстремальные условия, а затем возрождаться, когда ситуация становится более комфортной. Слой гидрогеля покрыт тонкой полимерной оболочкой, чувствительной к повреждениям.
Бетон с волокнами BioFiber можно использовать, как и любой другой, но его «суперсила» проявляется при формировании в материале трещин. Когда вода достигает BioFiber, гидрогель расширяется, вырывается из оболочки и выходит на поверхность. При этом дремлющие бактерии пробуждаются, начинают поглощать углерод и кальций из окружающего их бетона. В результате образуется карбонат кальция — цементирующий материал, который заполняет и «залечивает» трещину.
Хотя время заживления может варьироваться, исследователи утверждают, что BioFiber способен залатать трещины всего за день или два. Предыдущие исследования сталкивались с проблемой сохранения микробов живыми в течение длительного времени. Использование спящих эндоспор, заключенных в гидрогель под защитной полимерной оболочкой, решает эту задачу.
Бетон широко используется в строительстве, потому что он прост в изготовлении, прочен и, в идеальных условиях, долговечен. Но в реальном мире материал постоянно подвергается атмосферным воздействиям, которые приводят к растрескиванию. Крошечные трещины под действием колебаний температуры расширяются, а влага запускает процессы, которые разрушают бетон. Механизм «исцеления» восстанавливает повреждения на ранних этапах, снижая потребность в обслуживании бетонных конструкций.
Читать далее:
Находки в древнем римском лагере сильно озадачили ученых
Выяснилась польза витамина B12 для «перепрограммирования» организма
Найдена монета в древнеримском театре: она сильно впечатлила ученых
На обложке: Изображение от kjpargeter на Freepik