Ученые разрабатывают самовосстанавливающийся бетон

Американские материаловеды работают над созданием самовосстанавливающегося бетона, используя метод биоминерализации, сообщает «Компьютерра–Онлайн». Согласно их замыслу, споры бактерий, естественным образом вырабатывающих карбонат кальция, будут помещаться в бетонную смесь и активироваться при образовании трещин.

«Бетон в основном обладает малым сопротивлением растяжению и сильным — сжатию, — поясняет соавтор исследования Парамита Мондал из Иллинойсского университета в Урбане и Шампейне. — Люди пытались справиться с этой проблемой на протяжении многих лет разными способами. Самым распространённым решением стало укрепление бетона стальной арматурой, но трещины всё равно появляются».

В природе бактерии, вырабатывающие карбонат кальция, играют важную роль в формировании карбонатных пород и отложений — таких, как известняк. Ученые остается лишь найти вид бактерий, который сохранит активность в бетоне, то есть в условиях высокой щёлочности и низкого уровня кислорода.

Исследователи опробовали Bacillus pasteurii — непатогенные микроорганизмы, обычно встречающиеся в почве. При правильных лабораторных условиях эти бактерии оказались способны образовывать известняковые отложения. «Тогда мы добавили их вместе с питательными веществами в цемент, — рассказывает Мондал. — И получили такие же отложения. Химический анализ засвидетельствовал, что это всё тот же карбонат кальция».

Ученые рассчитывают на то, что после введения этих микроорганизмов в бетон во время смешивания они будут образовывать споры или войдут в спящий режим, попав в высокощелочную среду. Как только образуется трещина, уровень рН в ней должен упасть в результате контакта поверхности материала с воздухом. Снижение pH, а также приток кислорода и углекислого газа в трещину разбудит микроорганизмы и обеспечит им благоприятные условия для роста. Постепенно произведённый ими карбонат кальция заполнит трещину, подача кислорода и углекислого газа будет прервана, и бактерии снова заснут — до следующего раза, пишет The Engineer.