Бетон с момента своего изобретения считался едва ли не идеальным строительным материалом. Его широко использовали в Древнем Риме, а наиболее ранним примером его использования считается постройка в сербском поселке Лепенски Вир, который археологи относят к 5600 году до нашей эры.
Бетон прост в изготовлении, прочен и в идеальных условиях долговечен. Однако 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 «камень». Поэтому бетонные конструкции нуждаются в постоянном обслуживании, а это дорого и непрактично.
Решение проблемы подсказали исследователи из Университета Дрекселя. Они продемонстрировали новый тип самовосстанавливающегося бетона с «биоволокнами», которые используют бактерии для заделывания трещин по мере их образования.
Спящие строители из наномира
В процессе производства бетона BioFiber использовались особые полимерные волокна, которые 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. Однако его особенность становится очевидной только при появлении трещин. Когда вода попадает в BioFiber, гидрогель расширяется и выдавливается на поверхность, 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. При этом, по словам разработчиков, их новинка не только упростит требования к техническому обслуживанию зданий, но также снизит выбросы CO2 при производстве бетона.
