Nowy beton sam się naprawia i pochłania CO2
Fot. Fotolia
Brytyjski zespół wzbogacił beton o enzym pochodzący z czerwonych krwinek. Dzięki nietypowemu dodatkowi budowlany materiał sam się sprawnie naprawia, a wykorzystuje do tego atmosferyczny dwutlenek węgla.
Naukowcy z Worcester Polytechnic Institute (WPI) na łamach magazynu „Applied Materials Today” przedstawili materiał, który jest czterokrotnie trwalszy od zwykłego betonu, a jednocześnie wspiera środowisko.
„Globalne użycie betonu jest powszechne. To najczęściej używany budowlany materiał na świecie. To krytyczny składnik wszelkich konstrukcji - od mostów po wieżowce, domy rodzinne, chodniki i garaże. Ale beton jest kruchy i podatny na pęknięcia spowodowane działaniem wody, zmian temperatury, napięć, soli wysypywanej na drogi, wad w projekcie i innych czynników, które mogą prowadzić do utraty integralności i potrzeby drogich napraw” - zwraca uwagę prof. Nima Rahbar, twórca wynalazku.
Jego zespół dodał do betonu enzym (anhydrazę węglanową - ang. carbonic anhydrase - CA), który w naturze czerwonym krwinkom pozwala na szybkie przekazywanie dwutlenku węgla z ich wnętrza do krwi.
Dzięki enzymowi, w betonie CO2 wchodzi w reakcję, w której powstają kryształy węglanu wapnia naśladujące strukturę samego betonu (https://www.youtube.com/watch?v=2eScG2xO9bE).
„Jeśli małe pęknięcia mogłyby się automatycznie naprawiać na początku ich powstawania, nie zaczną powodować poważnych kłopotów wymagających naprawy lub wymiany elementów. Brzmi to jak sci-fi, ale to realne rozwiązanie znaczącego problemu w przemyśle budowlanym” - podkreśla prof. Rahbar.
„Skierowaliśmy się w stronę przyrody, aby zobaczyć, co umożliwia najszybszy transfer CO2 i to właśnie CA - enzym znajdujący się w czerwonych krwinkach, który szybko transportuje CO2 z komórek do krwi. Ponieważ enzymy naszego ciała reagują niezwykle szybko, można je wykorzystać w roli sprawnego mechanizmu naprawiającego i wzmacniającego betonowe struktury” - mówi badacz.
Naukowcy twierdzą, że milimetrowe pęknięcia mogą same się naprawić w ciągu 24 godzin.
To nie wszystko - opracowali oni też metodę naprawiania struktur wykonanych z typowego betonu. Można do tego wykorzystać miksturę zawierającą wapń i CO2.
„Naprawianie istniejącego już betonu także jest wyjątkowo korzystne i pomoże w ograniczeniu konieczności produkowania i transportowania dodatkowego betonu, który ma ogromne oddziaływanie na środowisko” - twierdzi prof. Rahbar.
Jak informują naukowcy, powołując się na raport Royal Institute of International Affairs z 2018 roku, co roku na świecie produkuje się 4 mld ton cementu, co odpowiada za 8 proc. światowej emisji CO2.
Pomysł stworzenia betonu, który by się naprawiał, nie jest nowy. Wcześniej próbowano np. wykorzystać bakterie produkujące enzymy uwalniane potem do betonu.
Zastosowanie mikrobów jest jednak droższe, a działają one dużo wolniej - np. szczelina o średnicy 10 mikrometrów naprawia się ok. miesiąca.
W przypadku betonu z enzymem to natomiast kwestia godzin.
Więcej informacji na stronach:
https://www.wpi.edu/news/wpi-researcher-develops-self-healing-concrete-could-multiply-structures-lifespans-slash?utm_source=owned-tw_wpi-Press_release&utm_medium=Engineering&utm_campaign=marcom-research&utm_content=faculty-Concrete
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352940721001001 (PAP)
Autor: Marek Matacz
mat/ agt/
Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.
