Hitech logo

Кейсы

Бетон со «спящими» бактериями сам восстанавливает трещины

TODO:
Екатерина Шемякинская21 ноября 2023 г., 11:04

Бетон прост в изготовлении, прочен и в идеальных условиях долговечен. Но реальный мир далек от идеала, поэтому бетон постоянно подвергается атмосферным воздействиям. Колебания температуры приводят к появлению трещин, а влага запускает различные процессы, которые могут разъедать бетон. Поэтому бетонные конструкции нуждаются в постоянном обслуживании, а это дорого и непрактично. Исследователи из Университета Дрекселя продемонстрировали новый тип самовосстанавливающегося бетона с «биоволокнами», которые используют бактерии для заделывания трещин по мере их образования.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

В процессе производства бетона BioFiber использовались особые полимерные волокна. Эти волокна выполняют двойную функцию: они укрепляют бетон, а также имеют механизм самовосстановления. Они покрыты слоем гидрогеля, который содержит спящие формы бактерий — эндоспоры, способные выживать в экстремальных условиях и возрождаться, когда ситуация становится благоприятной. Волокна покрываются тонкой полимерной оболочкой.

Бетон BioFiber можно использовать так же, как и обычный бетон. Однако его особенность становится очевидной только при появлении трещин. Когда вода попадает в BioFiber, гидрогель расширяется и выдавливается на поверхность, и в то же время пробуждаются спящие бактерии. Бактерии начинают питаться углеродом и кальцием из окружающего бетона, образуя карбонат кальция — цементирующее вещество, которое заполняет трещину.

BioFiber способен залатать трещины всего за 1-2 дня, хотя время «заживления» может варьироваться. Предыдущие исследования показали, что самовосстанавливающийся бетон, содержащий бактерии, может быть эффективным. Но одна из проблем заключалась в том, как сохранить микробы живыми в течение длительного времени, чтобы бетон не повреждался. Ученые нашли решение этой задачи и использовали спящие эндоспоры, заключенные в гидрогель под защитной полимерной оболочкой.

По словам разработчиков, они улучшили строительные материалы, вдохновляясь природой. Например, кожа человека способна к регенерации. Новые биоволокна имитируют эту концепцию и используют бактерии, образующие карбонат кальция, для создания устойчивого к повреждениям самовосстанавливающегося бетона.

По словам исследователей, бетон BioFiber упростит требования к техническому обслуживанию зданий, а также снизит выбросы CO2 при производстве бетона.