Когда вы ломаете ногу, она в конечном итоге срастается. Клетки остеобластов вырабатывают минералы, которые создают структуру новой кости, превращая фрагменты обратно в единое целое.
Почему, подумал микробиолог Хенк Йонкерс, здания не могут делать то же самое?
Вдохновленный человеческим телом, Йонкерс, который работает в Технологическом университете Делфта в Нидерландах, создал самовосстанавливающийся бетон. Он внедряет бетон с капсулами бактерий, продуцирующих известняк, Bacillus pseudofirmus или Sporosarcina pasteurii, вместе с лактатом кальция . Когда бетон трескается, воздух и влага вызывают бактерии, которые начинают жевать лактат кальция. Они превращают лактат кальция в кальцит, ингредиент в известняке, тем самым герметизируя трещины.
Это нововведение может решить давнюю проблему с бетоном, наиболее распространенным в мире строительным материалом. Бетон часто образует микротрещины в процессе строительства, объясняет Джонкерс. Эти крошечные трещины не сразу влияют на целостность конструкции здания, но могут привести к проблемам с утечкой. Утечка может привести к коррозии стальной арматуры бетона, что в конечном итоге может привести к разрушению. Благодаря технологии самовосстановления трещины могут быть незамедлительно закрыты, предотвращая утечку в будущем и дорогостоящие повреждения в будущем. Бактерии могут бездействовать в течение 200 лет, что значительно превышает срок службы большинства современных зданий.
Йонкерс провел дорожные испытания самовосстанавливающегося бетона на станции спасателей, которая по своей природе подвержена воздействию ветра и воды. Структура остается водонепроницаемой с 2011 года, говорит он. Изобретение также недавно принесло Jonkers номинацию на Европейскую премию изобретателей, победители которой были объявлены на церемонии 11 июня в Париже.
В этом году технология впервые появится на рынке. Это будет три отдельных продукта: самовосстанавливающийся бетон, ремонтный раствор и жидкая ремонтная среда. К сожалению, стоимость технологии все еще довольно высока, около 30-40 евро (около 33-44 долларов) за квадратный метр. Это означает, что изначально он будет жизнеспособным только для проектов, где утечка и коррозия особенно проблематичны, таких как подземные и подводные сооружения. Цена лактата кальция, необходимого бактериям для производства кальцита, является частью проблемы, но Джонкерс и его команда работают над созданием более дешевой альтернативы на основе сахара. А по мере роста спроса на бетон цена должна снижаться.
Хенк Йонкерс, микробиолог из Технологического университета Делфта. (Делфтский технологический университет) «В настоящее время мы находимся в процессе расширения производства, - говорит Джонкерс. «Мы ожидаем, что мы сможем доставить лекарство в больших количествах [к] 2016 году».
Другие виды самовосстанавливающегося бетона разрабатываются по всему миру. В Великобритании исследователи из Университета Бата, Кардиффского университета и Кембриджа разработали материал, похожий на материал Йонкерса, в котором для заполнения щелей используются бактерии, которые, как они надеются, могут быть использованы для ремонта дорог и другой инфраструктуры. По их оценкам, это может сократить расходы до 50 процентов. Ученые из Массачусетского технологического института работают над конкретной системой исцеления, которая использует солнечный свет для активации полимерных микрокапсул, которые могут закупорить трещины. Инженер Мичиганского университета разработал бетон с микроволокнами, который изгибается, а не ломается; если происходят крошечные разрывы, материал расширяется и укрепляется карбонатом кальция.
Виктор Ли, инженер Мичиганского университета, говорит, что преимущество таких продуктов, как у него, состоит в том, что они могут восстановить первоначальную несущую способность бетона, а не просто заполнить пробелы целебными продуктами.
«Я ожидаю, что самовосстанавливающийся бетон будет использоваться в течение следующих нескольких лет», - говорит он.
На производство бетона приходится 5 процентов мировых выбросов углекислого газа, а мировой спрос на бетон удвоился за последнее десятилетие, в основном из-за растущей урбанизации. Таким образом, любая технология, которая продлевает срок службы бетонных конструкций, может не только сократить расходы, но и уменьшить наш углеродный след. Кажется, что будущее за зеленым строительством может быть серым.
