Вчені створили бетон, що самовідновлюється
Міждисциплінарна група вчених з Дрексельського університету (Drexel University) представила бетон, що самовідновлюється. Для цього розчин армується волокнами зі спорами спеціальних бактерій. Розробка може позбавити дорогих ремонтних робіт, що також знизить потребу в будматеріалі, виробництво якого шкодить навколишньому середовищу.
Людство нескінченно будує та ремонтує. Бетон став найпопулярнішим матеріалом у цьому процесі. На виготовлення цементу та розчинів на його основі витрачається колосальний обсяг викопних ресурсів, що вносить у щорічні викиди парникових газів до 8% вуглекислого газу. Бетонні конструкції, що самовідновлюються, допомогли б заощадити на засобах для ремонту, і це також скоротило б шкідливі викиди в атмосферу.
Група фізиків, хіміків, біологів, матеріалознавців та будівельників з Дрексельського університету знайшла можливе розв’язання проблеми. Вченим давно відомі бактерії, які мінералізують видобутий з повітря вуглець, перетворюючи його на «камінь». Якщо в тріщинах бетону поселити колонії таких бактерій, вони самостійно заповнять тріщини мінералами та зцементують її краї.
Дослідники підібрали перспективний для поставленого завдання штам бактерій Lysinibacillus sphaericus. Залишалося питання, як зберегти бактерії та активувати їх тільки для появи тріщин. Для цього суперечки бактерій помістили в гідрогель та покрили все це полімерною оболонкою. Вийшла найтонша полімерна арматура, яка сама по собі надавала бетону додаткової міцності.
Якщо в бетоні з полімерною арматурою виникала тріщина, то коли вона доходила до волокна, внутрішній тиск вивільняв гідрогель та спори бактерій. Спори перетворювалися на живих бактерій, які харчувалися кальцієм і поглинали вуглець з повітря, утворюючи натомість мінеральні сполуки як карбонат кальцію. Тріщина заростала з такою швидкістю, яка обіцяє заліковувати подібні рани у бетоні за добу чи дві.
Розроблений вченими матеріал поки не годиться для комерційного застосування, для цього з ним потрібно провести ще багато роботи. Однак ідея цілком робоча і може згодом втілитись у життя. Бактерії можна буде навіть підселяти лише в тріщини, не додаючи спочатку розчин. Ремонт зведеться до прогулянки вздовж будівель з пляшкою аерозолю замість замісу, відер із розчином і тому подібного.