Polimer sa aktiviranjem oštećenja može pomoći u produženju relativno kratkog veka betona. Istraživači na Univerzitetu Drexel eksperimentišu sa uvođenjem živih organizama u beton kako bi produžili vek trajanja ovog građevinskog materijala. Iako je novi pristup baziran na najnovijoj tehnologiji, osnovna inženjerska strategija potiče iz ljudskog tela.
Beton je drugi najkonzumiraniji materijal na svetu, odmah iza vode, što je posebno problematična statistika s obzirom na ogromne emisije ugljenika tokom procesa proizvodnje. Već postoje mnogi obećavajući, ekološki prihvatljivi ažuriranja ovog strukturalnog materijala starog milenijumima, ali još jedan način da se smanji njegov ekološki uticaj je produženje njegovog veka trajanja. Beton može početi da slabi i razgrađuje se već nakon 50 godina od postavljanja, zavisno o okolini. Odlaganje ovog propadanja korišćenjem unutrašnjih mehanizama samopopravke u stvarnom vremenu može pružiti čvrst način da se dobije više iz ovog materijala. Kako je detaljno opisano u novom radu objavljenom u Construction and Building Materials, tim inženjera sa Univerziteta Drexel razvio je novi polimer „BioFiber“ obložen hidrogelom sa bakterijama, sve unutar oštećenja odzivnog omotača debljine pola milimetra. BioFiber se zatim postavlja u slojeve mrežnih obrazaca prilikom ulivanja betona, delujući kao ojačavajući aditiv, slično tome kako graditelji vekovima koriste slamu ili konjsku dlaku za jačanje cigli. Naravno, ove ojačavajuće materije mogu samo toliko toga uraditi – ali kada BioFiber tima počne da popušta, tada zaista dolazi do izražaja.
„Naša koža, naše tkivo [se popravlja] prirodno kroz višeslojnu vlaknastu strukturu natopljenu našim samoizlečivim fluidom – krvlju“, rekao je Amir Farnam, vanredni profesor na Drexel-ovom Inženjerskom fakultetu i suistraživač u istraživanju, u profilu univerziteta od 8. decembra. „Ovi BioFibers oponašaju ovaj koncept i koriste bakterije koje stvaraju kamen kako bi stvorile oštećenje-odzivni, živi, samopopravljajući beton.“
U svakom BioFiberu nalazi se keš Lysinibacillus sphaericus u svom uspavanom obliku endospora. Ove bakterije, koje se obično nalaze u zemljištu, prolaze kroz proces poznat kao mikrobno indukovano taloženje kalcijum karbonata – uglavnom generišu kamenitu supstancu dok troše hranljive materije.
Izvor: https://drexel.edu/news/archive/2023/December/BioFiber-self-healig-concrete
Ovo bi moglo biti posebno korisno ako bi bakterije mogle biti pronađene blizu, recimo, novoformirane pukotine u određenom, popularnom građevinskom materijalu. Nakon što BioFiber tima popusti pod stresom, voda iz okoline na kraju pronalazi put do betona, gde dolazi u dodir s endoskopskim bakterijama. Zatim se aktivira Lysinibacillus sphaericus, koji počinje da izbija prema površini – sve dok počne mikrobno indukovano taloženje kalcijum karbonata. Taj kalcijum karbonat zatim puni pukotine u pitanju, gde se stvrdnjava u suštini kao cementna krasta, slično kao kad se osušena krv prekrije i štiti ranu. U nedavnim testovima, beton se „samopopravio“ u roku od dva dana.
Iako istraživači još uvek trebaju bolje razumeti i kontrolisati vreme popravke materijala impregniranih BioFiberom, materijali koji se sami popravljaju jednog dana mogu pomoći u smanjenju potrebe za dodatnim, klimatski skupim betonom.
