Kako bakterije mogu da poprave pukotine u betonu?

Beton je najčešće korišćeni građevinski materijal na svetu zbog svoje jednostavnosti proizvodnje, čvrstoće i dugotrajnosti pod idealnim uslovima. Međutim, on je izložen stalnom trošenju koje može dovesti do pukotina. Ove pukotine mogu postati ozbiljan problem, jer fluktuacije temperature šire pukotine, dok vlaga pokreće procese koji mogu dodatno oštetiti beton.

Kao rezultat, konstrukcije od betona zahtevaju stalno održavanje, što može biti skupo i nezgodno, a takođe povećava već veliki ekološki otisak proizvodnje betona. Zbog svega ovoga je neophodno pronaći način da se uspori njegovo propadanje.

BioFiber polimerna vlakna ne samo da ojačavaju beton, već imaju i važnu ulogu u mehanizmu samopopravke. Obložena su slojem hidrogela koji sadrži endospore - neaktivne oblike bakterija koje mogu da podnesu ekstremne uslove i ponovo se aktiviraju kada uslovi postanu povoljniji. Preko hidrogela postoji tanki polimerni omotač.

Ovakav beton može se koristiti kao i svaki drugi, ali njegova nadmoć postaje očigledna kasnije, kada i ako dođe do pukotina. Kada voda dođe do BioFibera, hidrogel se širi i izlazi iz svoje ljuske, gurajući se prema površini. Tada se bakterije bude i počinju da se hrane ugljenikom i kalcijumom iz okolnog betona, što dovodi do proizvodnje kalcijum karbonat koji popunjava pukotine.

Amir Farnam, vodeći istraživač tima, ističe da je nastojanje da se poboljšaju građevinski materijali koristeći inspiraciju iz prirode uzbudljivo. On upoređuje ovaj proces sa načinom na koji se naša koža prirodno leči kroz višeslojnu fibroznu strukturu ispunjenu našom tečnošću za samolečenje - krvlju. BioFiberi oponašaju ovaj koncept koristeći bakterije koje stvaraju kamen za kreiranje samolečivog betona.

Autori navode da vreme "izlečenja" varira i da pukotine bivaju popunjene za dan ili dva. I ranije su rađene ovakve studije, ali je glavni problem bilo dugoročno održavanje mikroba u životu. Uspavane endospore rešile su taj problem.

Svakako je potrebno sprovesti još istraživanja, ali autori veruju da bi BioFiber beton zaista mogao da pomogne u održavanju konstrukcija i smanjenju emisija ugljenika.

Istraživanje je objavljeno u časopisu "Construction and Building Materials".