Penemuan beton 'penyembuhan diri'

Phát minh loại bê tông 'tự vá' - Ảnh 1. — Jika diterapkan secara luas, beton penyembuhan diri dapat secara signifikan mengurangi biaya pemeliharaan konstruksi - Foto: Quantum News

Menurut The Brighter Side of News , penemuan beton yang mampu memperbaiki diri adalah milik tim peneliti di Universitas Nebraska-Lincoln (AS) dan sangat dihargai atas penerapan praktisnya, tidak hanya dalam industri konstruksi.

Mengapa retakan beton menjadi masalah serius?

Beton merupakan material bangunan yang paling banyak digunakan di dunia . Namun, beton rentan terhadap retakan mikro akibat panas, penyusutan, atau beban berat.

Retakan ini dapat memungkinkan air, udara dan bahan kimia masuk, mengikis baja dan melemahkan struktur, bahkan dapat menyebabkan keruntuhan jika tidak dideteksi dan ditangani dengan segera.

Di Amerika Serikat, mendeteksi dan memperbaiki retakan beton menghabiskan biaya puluhan miliar dolar setiap tahun. Proses ini rumit dan membutuhkan lokasi kerusakan yang tepat serta biaya perbaikan yang mahal.

Dipimpin oleh Dr. Congrui Grace Jin, tim ini mengambil inspirasi dari lumut kerak, organisme simbiosis antara jamur dan alga/cyanobacteria yang dapat bertahan hidup di lingkungan yang keras.

Mereka menciptakan kembali model simbiosis ini di laboratorium dengan menggabungkan jamur berfilamen (Trichoderma reesei) dan cyanobacteria (Anabaena inaequalis atau Nostoc punctiforme) untuk menciptakan sistem mikroba yang dapat bertahan hidup hanya dengan udara, air, dan cahaya.

Keistimewaan sistem ini adalah kemampuannya menghasilkan mineral kalsium karbonat secara otomatis, yakni zat yang membantu menutup retakan pada beton tanpa memerlukan tambahan nutrisi dari luar seperti metode sebelumnya.

Dalam mikrobioma ini, sianobakteri menggunakan cahaya untuk berfotosintesis, menyerap karbon dioksida dan nitrogen dari udara untuk menghasilkan nutrisi. Jamur berfilamen menggunakan sumber nutrisi ini untuk tumbuh dan menghasilkan kristal kalsium karbonat untuk mengisi celah-celah.

Eksperimen telah menunjukkan bahwa mikroorganisme simbiosis ini tumbuh subur di lingkungan yang miskin nutrisi, berkelembapan rendah, dan ber-pH tinggi seperti beton, di mana banyak bakteri lain tidak dapat melakukannya. Pengujian juga telah mengonfirmasi bahwa tingkat penyembuhan retakan hingga 80% lebih cepat daripada metode bakteri konvensional.

Secara khusus, metode ini juga aman bagi lingkungan karena tidak menghasilkan gas beracun seperti beberapa teknik yang menggunakan urea.

Aplikasi praktis dan prospek masa depan

Jika diadopsi secara luas, beton yang mampu memperbaiki diri dapat secara signifikan mengurangi biaya pemeliharaan konstruksi, memperpanjang umur jembatan, bangunan, dan bahkan struktur luar angkasa di Bulan atau Mars, yang mana perbaikan hampir mustahil dilakukan.

Tim ini juga bekerja sama dengan sosiolog untuk memahami bagaimana perasaan masyarakat tentang tinggal di rumah dengan mikroba yang "bersembunyi" di dindingnya. Pertimbangan hukum dan etika juga sedang dipertimbangkan untuk memastikan keamanan dan penerimaan sosial.

Tidak berhenti pada model teoretis, kelompok ilmuwan ini menciptakan sampel konkret berisi mikroorganisme, yang dikultur dalam kondisi simulasi nyata seperti suhu hangat, kelembapan rata-rata, dan siklus pencahayaan seperti di lokasi konstruksi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem mikroorganisme ini dapat tumbuh dan beroperasi secara efektif tanpa modifikasi genetik, hanya mengandalkan udara dan cahaya.

Jika dikomersialkan, teknologi ini dapat mengubah industri konstruksi global, membuat kota lebih berkelanjutan, lebih rendah emisi, dan lebih aman bagi semua orang.

Mengapa retakan beton menjadi masalah serius?

Aplikasi praktis dan prospek masa depan

Komentar (0)