Naukowcy tworzą samonaprawiający się beton
Interdyscyplinarny zespół naukowców z Uniwersytetu Drexel wprowadził samonaprawiający się beton. W tym celu zaprawa jest wzmacniana włóknami zawierającymi przetrwalniki specjalnych bakterii. Rozwój może wyeliminować kosztowne naprawy, co również zmniejszy zapotrzebowanie na materiały budowlane, których produkcja jest szkodliwa dla środowiska.
Ludzkość bez końca buduje i naprawia. Beton stał się najpopularniejszym materiałem w tym procesie. Produkcja cementu i opartych na nim zapraw pochłania ogromne ilości zasobów kopalnych, co przyczynia się do 8% emisji gazów cieplarnianych rocznie. Samonaprawiające się konstrukcje betonowe pomogłyby zaoszczędzić na kosztach napraw, a także zmniejszyłyby szkodliwe emisje.
Grupa fizyków, chemików, biologów, materiałoznawców i inżynierów z Drexel University znalazła możliwe rozwiązanie tego problemu. Naukowcy od dawna wiedzą o bakteriach, które mineralizują węgiel pobrany z powietrza, zamieniając go w “kamień”. Jeśli kolonie takich bakterii zostaną umieszczone w betonowych pęknięciach, wypełnią je minerałami i zacementują krawędzie.
Naukowcy wybrali do tego zadania obiecujący szczep bakterii, Lysinibacillus sphaericus. Pozostawało pytanie, jak zachować bakterie i aktywować je tylko wtedy, gdy pojawią się pęknięcia. W tym celu zarodniki bakterii umieszczono w hydrożelu i pokryto polimerową powłoką. Rezultatem było najcieńsze polimerowe wzmocnienie, które samo w sobie nadało betonowi dodatkową wytrzymałość.
Jeśli pęknięcie wystąpiło w betonie ze wzmocnieniem polimerowym, gdy dotarło do włókna, ciśnienie wewnętrzne uwolniło hydrożel i zarodniki bakterii. Zarodniki przekształciły się w żywe bakterie, które żywiły się wapniem i absorbowały węgiel z powietrza, tworząc w zamian związki mineralne, takie jak węglan wapnia. Pęknięcie zagoiło się w tempie, które obiecuje zagojenie się podobnych ran w betonie w ciągu dnia lub dwóch.
Materiał opracowany przez naukowców nie nadaje się jeszcze do użytku komercyjnego, ponieważ wymaga jeszcze wiele pracy. Pomysł jest jednak całkiem wykonalny i może w końcu dojść do skutku. Bakterie można nawet zaszczepić w samych pęknięciach, bez wcześniejszego dodawania roztworu. Naprawa zostanie zredukowana do spaceru wzdłuż budynków z butelką aerozolu zamiast mieszanki, wiadrami zaprawy i tym podobnymi.
