Εφεύρεση του «αυτοθεραπευόμενου» σκυροδέματος

Το αυτο-επούλωση σκυροδέματος με χρήση φωτός και μικροοργανισμών θεωρείται ένα επαναστατικό βήμα προς τα εμπρός, το οποίο μπορεί να μειώσει σημαντικά το κόστος των επισκευών στις κατασκευές και να παρατείνει τη διάρκεια ζωής των υποδομών για αιώνες.

Εάν εφαρμοστεί ευρέως, το αυτοεπιδιορθούμενο σκυρόδεμα μπορεί να μειώσει σημαντικά το κόστος συντήρησης των κατασκευών - Φωτογραφία: Quantum News

Σύμφωνα με το The Brighter Side of News , η εφεύρεση του αυτοεπιδιορθωμένου σκυροδέματος ανήκει σε μια ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο της Νεμπράσκα-Λίνκολν (ΗΠΑ) και εκτιμάται ιδιαίτερα για την πρακτική της εφαρμογή, όχι μόνο στον κατασκευαστικό κλάδο.

Γιατί οι ρωγμές στο σκυρόδεμα αποτελούν σοβαρό πρόβλημα;

Το σκυρόδεμα είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο δομικό υλικό στον κόσμο . Ωστόσο, είναι επιρρεπές σε μικρορωγμές λόγω των επιπτώσεων της θερμότητας, της συρρίκνωσης ή των βαριών φορτίων.

Αυτές οι ρωγμές μπορούν να επιτρέψουν τη διείσδυση νερού, αέρα και χημικών ουσιών, να διαβρώσουν τον χάλυβα και να αποδυναμώσουν τη δομή, οδηγώντας ακόμη και σε κατάρρευση εάν δεν εντοπιστούν και αντιμετωπιστούν άμεσα.

Στις Ηνωμένες Πολιτείες, η ανίχνευση και η επισκευή ρωγμών στο σκυρόδεμα κοστίζει δεκάδες δισεκατομμύρια δολάρια κάθε χρόνο. Είναι μια δύσκολη διαδικασία που απαιτεί την εύρεση της ακριβούς θέσης της ζημιάς και την εφαρμογή δαπανηρών επισκευών.

Με επικεφαλής τη Δρ. Congrui Grace Jin, η ομάδα εμπνεύστηκε από τους λειχήνες, έναν συμβιωτικό οργανισμό μεταξύ μυκήτων και φυκιών/κυανοβακτηρίων που μπορεί να επιβιώσει σε σκληρά περιβάλλοντα.

Αναδημιούργησαν αυτό το συμβιωτικό μοντέλο στο εργαστήριο συνδυάζοντας νηματώδεις μύκητες (Trichoderma reesei) και κυανοβακτήρια (Anabaena inaequalis ή Nostoc punctiforme) για να δημιουργήσουν ένα μικροβιακό σύστημα που μπορεί να επιβιώσει μόνο με αέρα, νερό και φως.

Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό αυτού του συστήματος είναι η ικανότητά του να παράγει αυτόματα ορυκτά ανθρακικού ασβεστίου, μια ουσία που βοηθά στη σφράγιση ρωγμών στο σκυρόδεμα χωρίς την ανάγκη πρόσθετων θρεπτικών συστατικών από έξω όπως οι προηγούμενες μέθοδοι.

Σε αυτό το μικροβίωμα, τα κυανοβακτήρια χρησιμοποιούν το φως για να φωτοσυνθέσουν, απορροφώντας διοξείδιο του άνθρακα και άζωτο από τον αέρα για να δημιουργήσουν θρεπτικά συστατικά. Οι νηματώδεις μύκητες χρησιμοποιούν αυτήν την πηγή θρεπτικών συστατικών για να αναπτυχθούν και να δημιουργήσουν κρυστάλλους ανθρακικού ασβεστίου για να γεμίσουν τις ρωγμές.

Πειράματα έχουν δείξει ότι αυτός ο συμβιωτικός μικροοργανισμός ευδοκιμεί σε περιβάλλοντα με χαμηλή περιεκτικότητα σε θρεπτικά συστατικά, χαμηλή υγρασία και υψηλό pH, όπως το σκυρόδεμα, όπου πολλά άλλα βακτήρια δεν μπορούν. Οι δοκιμές έχουν επίσης επιβεβαιώσει ότι ο ρυθμός επούλωσης των ρωγμών είναι έως και 80% ταχύτερος από τις συμβατικές βακτηριακές μεθόδους.

Συγκεκριμένα, αυτή η μέθοδος είναι επίσης ασφαλής για το περιβάλλον επειδή δεν δημιουργεί τοξικά αέρια όπως ορισμένες τεχνικές που χρησιμοποιούν ουρία.

Πρακτικές εφαρμογές και μελλοντικές προοπτικές

Εάν υιοθετηθεί ευρέως, το αυτοεπιδιορθούμενο σκυρόδεμα θα μπορούσε να μειώσει σημαντικά το κόστος συντήρησης των κατασκευών, παρατείνοντας τη διάρκεια ζωής γεφυρών, κτιρίων, ακόμη και διαστημικών κατασκευών στη Σελήνη ή τον Άρη, όπου οι επισκευές είναι σχεδόν αδύνατες.

Η ομάδα συνεργάζεται επίσης με κοινωνιολόγους για να κατανοήσει πώς αισθάνεται το κοινό σχετικά με τη ζωή σε σπίτια με μικρόβια που «καραδοκούν» στους τοίχους. Λαμβάνονται επίσης υπόψη νομικές και ηθικές πτυχές για να διασφαλιστεί η ασφάλεια και η κοινωνική αποδοχή.

Χωρίς να περιοριστεί στο θεωρητικό μοντέλο, η ομάδα επιστημόνων δημιούργησε δείγματα από σκυρόδεμα που περιείχαν μικροοργανισμούς, καλλιεργημένους σε προσομοιωμένες πραγματικές συνθήκες όπως η ζεστή θερμοκρασία, η μέση υγρασία και ο κύκλος φωτισμού, όπως στο εργοτάξιο. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι αυτό το σύστημα μικροοργανισμών μπορεί να αναπτυχθεί και να λειτουργήσει αποτελεσματικά χωρίς γενετική τροποποίηση, βασιζόμενο μόνο στον αέρα και το φως.

Εάν εμπορευματοποιηθεί, αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε να μεταμορφώσει την παγκόσμια κατασκευαστική βιομηχανία, καθιστώντας τις πόλεις πιο βιώσιμες, με χαμηλότερες εκπομπές και ασφαλέστερες για όλους.

ΜΙΝΧ ΧΑΪ

Πηγή: https://tuoitre.vn/phat-minh-loai-be-tong-tu-va-20250623113630787.htm