Бетон может восстанавливать себя сам при помощи бактерий
Вдохновившись природой, доктор Конгруй Грейс Джин разработала уникальную систему, которая позволяет бетону самостоятельно восстанавливаться без вмешательства человека. Эта инновация предлагает решение одной из самых насущных и дорогостоящих проблем в строительстве — образования трещин, которые могут приводить к разрушению зданий, мостов и других конструкций.
Бетон — самый распространенный строительный материал в мире, однако его уязвимость перед образованием трещин уже давно признана одной из его главных слабостей. Через незаметные глазу микротрещины влага и воздух со временем начинают проникать к армирующей стальной арматуре, вызывая коррозию и подтачивая прочность конструкции изнутри. Ежегодно только в США на ремонт бетонной инфраструктуры тратятся десятки миллиардов долларов, а одной из самых сложных задач остается своевременное обнаружение таких дефектов, особенно в объектах, которые постоянно эксплуатируются.
На протяжении более тридцати лет исследователи пытались использовать для «самозалечивания» бетона микроорганизмы, но до сих пор все технологии имели существенный недостаток: микробы нужно каким-то образом снабжать питательными веществами. Как объясняет Джин, существующие методы не являются полностью автономными и требуют вмешательства — например, введения питательных растворов вручную, что почти невозможно осуществить в условиях реальной эксплуатации объектов.
Именно поэтому команда Джин предложила радикально новый подход, основанный на биомиметике — подражании природным системам. Источником вдохновения послужили лишайники — симбиотические организмы, которые состоят из грибов и цианобактерий или водорослей и способны выживать в экстремальных условиях, используя лишь свет, воздух и воду. На их основе был создан синтетический лишайниковый комплекс, в котором цианобактерии преобразуют солнечную энергию и углекислый газ в питательные вещества, а нити грибов вырабатывают минералы, которые заделывают трещины. Уникальность этой технологии в ее полной автономности — система способна работать без каких-либо внешних добавок, существуя и функционируя прямо внутри бетонной среды. В лабораторных условиях этот живой дуэт доказал свою жизнеспособность и способность к восстановлению повреждений в бетоне, даже в суровых условиях, близких к реальным.
Разработка самовосстанавливающегося бетона может полностью изменить лицо современной инфраструктуры. Она способна значительно снизить затраты на обслуживание, продлить срок службы конструкций и повысить безопасность их эксплуатации. А в долгосрочной перспективе, по мнению исследовательской группы, эта технология может найти применение даже в условиях строительства на других планетах, где доступ к обслуживанию конструкций будет крайне ограничен.
Тем временем инженеры нашли способ укрепить древесину экологически чистым наножелезом.
