「自己治癒」コンクリートの発明

光と微生物を利用した自己修復コンクリートは、建設修繕のコストを大幅に削減し、インフラの寿命を何世紀にもわたって延ばすことができる革命的な前進であると考えられています。

自己治癒コンクリートを広く適用すれば、建設メンテナンスコストを大幅に削減できる可能性がある - 写真：Quantum News

The Brighter Side of Newsによると、自己修復コンクリートの発明はネブラスカ大学リンカーン校（米国）の研究チームによるもので、建設業界だけでなく、その実用化が高く評価されている。

コンクリートのひび割れはなぜ深刻な問題なのでしょうか?

コンクリートは世界で最も広く使用されている建築材料です。しかし、熱、収縮、あるいは大きな荷重の影響により、微小なひび割れが発生しやすいという欠点があります。

これらの亀裂により、水、空気、化学物質が浸透し、鋼材を腐食させて構造を弱め、すぐに検出して対処しないと倒壊につながることもあります。

米国では、コンクリートのひび割れの検出と修復に毎年数百億ドルの費用がかかっています。これは、損傷の正確な場所を特定し、高額な修理を行う必要がある困難なプロセスです。

コングルイ・グレース・ジン博士率いるチームは、厳しい環境でも生き残ることができる菌類と藻類/シアノバクテリアの共生生物である地衣類からインスピレーションを得ました。

彼らは、糸状菌（トリコデルマ・リーゼイ）とシアノバクテリア（アナベナ・イナエクアリスまたはノストック・パンクティフォルメ）を組み合わせることで、この共生モデルを研究室で再現し、空気、水、光だけで生存できる微生物システムを作り出した。

このシステムの特徴は、従来の方法のように外部から栄養分を追加することなく、コンクリートのひび割れを密閉するのに役立つ炭酸カルシウム鉱物を自動的に生成できることです。

この微生物叢では、シアノバクテリアが光を利用して光合成を行い、空気中の二酸化炭素と窒素を吸収して栄養分を作り出します。糸状菌はこの栄養源を利用して成長し、炭酸カルシウムの結晶を作り出して亀裂を埋めます。

実験により、この共生微生物は、コンクリートのような栄養分に乏しく、湿度が低く、pH値が高い環境（他の多くの細菌は生息できない）でも繁殖することが示されています。また、従来の細菌を用いた方法と比較して、ひび割れの治癒速度が最大80%速いことも確認されています。

特に、この方法は尿素を使用する一部の技術のように有毒ガスを発生しないため、環境に対しても安全です。

実用化と将来の展望

自己修復コンクリートが広く採用されれば、建設メンテナンスコストを大幅に削減し、橋や建物、さらには修理がほぼ不可能な月や火星の宇宙構造物の寿命を延ばすことができる可能性がある。

研究チームは社会学者とも協力し、壁の中に微生物が「潜んでいる」住宅に住むことについて、人々がどのように感じているかを理解しようとしています。安全性と社会受容性を確保するための法的および倫理的配慮も検討されています。

科学者グループは理論モデルに留まらず、微生物を含むコンクリートサンプルを作成し、建設現場のような高温、平均湿度、照明サイクルといった実際の環境を模擬した環境で培養しました。その結果、この微生物システムは遺伝子組み換えを必要とせず、空気と光のみに依存して効果的に成長し、機能することが示されました。

この技術が商業化されれば、世界の建設業界に変革をもたらし、都市をより持続可能で、排出量が少なく、誰にとってもより安全なものにすることができるだろう。

ミン・ハイ

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