Самолечещият се бетон изяжда CO2, за да запълни собствените си пукнатини за 24 часа

Бетонът има огромен въглероден отпечатък, така че технологиите, които повишават неговите характеристики и му позволяват да продължи по-дълго, биха могли да имат дълбоки ползи за околната среда. Това доведе до разработването на самоизлекуващ се бетон, който може да поправи собствените си пукнатини и сега учените демонстрираха нова вълнуваща форма, която използва ензим, открит в човешката кръв.

Малки пукнатини, които се образуват в бетона, може да не представляват непосредствен проблем за структурната цялост на конструкцията, но тъй като водата попадне и разкъсването се разпространи, това може значително да компрометира нейната здравина. Идеята на самовъзстановяващия се бетон е да се намеси в този процес, докато пукнатините са все още малки, като запечатва материала, за да предотврати не просто катастрофален колапс, а скъпа поддръжка или пълна подмяна на конструкцията.

През годините тази област на изследване е открила всякакви интересни потенциални решения. Виждали сме версии, които пакетират свои собствени лечебни агенти на натриев силикат, такива, които съдържат бактерии, които произвеждат специално лепило за сплитане на тези пукнатини, и други, които запълват празнините с гъбички. Макар и обещаващи, учените от политехническия институт в Уорчестър измислиха това, което според тях е по-евтино и дори по-ефективно решение.

Екипът търсеше вдъхновение от човешкото тяло; по-конкретно, от начина, по който ензимът в червените кръвни клетки, наречен карбоанхидраза (СА), е способен бързо да прехвърля CO2 от клетките в кръвния поток.

„Погледнахме към природата, за да открием кое предизвиква най-бързия трансфер на CO2 и това е CA ензимът“, казва авторът на изследването Нима Рахбар. „Тъй като ензимите в нашите тела реагират удивително бързо, те могат да бъдат използвани като ефективен механизъм за възстановяване и укрепване на бетонни конструкции.“

Екипът използва CA ензима, като го добавя към бетон на прах, преди материалът да се смеси и излее. Когато в бетона се образува малка пукнатина, ензимът взаимодейства с CO2 във въздуха, образувайки кристали калциев карбонат, които имитират характеристиките на бетона и незабавно запълват пукнатината.

Проби от самолечебния бетон

Уорчестърски политехнически институт

Чрез тестването си учените демонстрираха, че легираният им бетон може да поправи собствените си пукнатини в милиметър в рамките на 24 часа. Екипът казва, че това е значително подобрение на някои предишни технологии, които са използвали бактерии за самолечение, които са по-скъпи и може да отнеме до един месец, за да заздравят дори далеч по-малки пукнатини.

Докато количеството CO2, което бетонът поглъща, вероятно ще бъде незначително в голямата схема на нещата, реалният екологичен потенциал на материала се крие в потенциалната му дълготрайност. Rahbar прогнозира, че този тип технология за самовъзстановяване може да удължи живота на конструкцията от 20 на 80 години, което намалява необходимостта от производство на заместващ бетон в това, което е известен с въглероден интензивен процес.

„Заздравяването на традиционния бетон, който вече се използва, също е от решаващо значение и ще помогне за намаляване на необходимостта от производство и доставка на допълнителен бетон, който има огромно въздействие върху околната среда“, казва Рахбар.

Изследването е публикувано в списанието Приложни материали днес, а видеото по-долу показва самолечещия бетон в действие.

Самолечебен бетон в действие

Източник: Уорчестърски политехнически институт



Публикациите се превеждат автоматично с google translate