Kiedy złamiesz nogę, ostatecznie się złączy. Komórki Osteoblastów wytwarzają minerały, które tworzą strukturę nowej kości, przekształcając fragmenty z powrotem w całość.
Dlaczego, pomyślał mikrobiolog Henk Jonkers, czy budynki nie mogą zrobić tego samego?
Zainspirowany ludzkim ciałem Jonkers, który pracuje w Delft University of Technology w Holandii, stworzył samoleczący się beton. Osadza beton w kapsułkach bakterii wytwarzających wapień, Bacillus pseudofirmus lub Sporosarcina pasteurii, wraz z mleczanem wapnia . Kiedy beton pęka, powietrze i wilgoć powodują, że bakterie zaczynają gryźć mleczan wapnia. Przekształcają mleczan wapnia w kalcyt, składnik wapienia, a tym samym uszczelniają pęknięcia.
Ta innowacja może rozwiązać długotrwały problem z betonem, najczęściej stosowanym materiałem budowlanym na świecie. Beton często rozwija mikropęknięcia podczas procesu budowy, wyjaśnia Jonkers. Te małe pęknięcia nie wpływają od razu na integralność strukturalną budynku, ale mogą prowadzić do problemów z wyciekiem. Wyciek może ostatecznie skorodować stalowe wzmocnienia betonu, co ostatecznie może spowodować zawalenie. Dzięki technologii samoleczenia pęknięcia można natychmiast uszczelnić, zapobiegając wyciekowi w przyszłości i kosztownym uszkodzeniom na drodze. Bakterie mogą pozostawać w stanie uśpienia nawet przez 200 lat, znacznie dłużej niż żywotność większości nowoczesnych budynków.
Jonkers testuje na drodze samonaprawiający się beton na stacji ratownika, która z natury jest podatna na uszkodzenia spowodowane przez wiatr i wodę. Mówi, że konstrukcja pozostaje wodoszczelna od 2011 roku. Wynalazek przyniósł ostatnio także Jonkers nominację do nagrody European Inventors Award, a zwycięzcy zostali ogłoszeni podczas ceremonii 11 czerwca w Paryżu.
W tym roku technologia pojawi się na rynku po raz pierwszy. Pojawią się jako trzy osobne produkty: samonaprawiający się beton, zaprawa naprawcza i płynny środek naprawczy. Niestety koszty technologii są wciąż dość wysokie, około 30–40 EUR (około 33–44 USD) za metr kwadratowy. Oznacza to, że początkowo będzie on wykonalny tylko w projektach, w których wyciek i korozja są szczególnie problematyczne, takich jak konstrukcje podziemne i podwodne. Cena mleczanu wapnia potrzebnego bakteriom do produkcji kalcytu stanowi część problemu, ale Jonkers i jego zespół pracują nad stworzeniem tańszej alternatywy na bazie cukru. A wraz ze wzrostem popytu na beton cena powinna spaść.
Henk Jonkers, mikrobiolog z Delft University of Technology. (Politechnika Delft) „Jesteśmy obecnie w trakcie zwiększania skali produkcji”, mówi Jonkers. „Oczekujemy, że możemy dostarczyć środek leczniczy w dużych ilościach [do połowy 2016 r.”.
Inne rodzaje samonaprawiającego się betonu są opracowywane na całym świecie. W Wielkiej Brytanii badacze z University of Bath, Cardiff University i Cambridge opracowali materiał podobny do Jonkersa, który wykorzystuje bakterie do wypełniania szczelin, które, jak mają nadzieję, mogłyby zostać wykorzystane do naprawy dróg i innej infrastruktury. Szacują, że może to obniżyć koszty nawet o 50 procent. Naukowcy z MIT pracowali nad betonowym systemem leczenia, który wykorzystuje światło słoneczne do aktywacji mikrokapsułek polimerowych, które mogłyby zatkać pęknięcia. Inżynier z Uniwersytetu Michigan wymyślił beton z mikrowłóknami, który wygina się zamiast pęka; jeśli wystąpią małe łzy, materiał rozszerza się i wzmacnia węglanem wapnia.
Victor Li, inżynier z University of Michigan, twierdzi, że zaletą takich produktów jest to, że mogą one rzeczywiście odzyskać pierwotną nośność betonu, zamiast po prostu wypełniać luki produktami leczniczymi.
„Oczekuję, że beton samonaprawiający się zostanie użyty w ciągu najbliższych kilku lat”, mówi.
Produkcja betonu odpowiada za 5 procent światowej emisji dwutlenku węgla, a światowe zapotrzebowanie na beton podwoiło się w ciągu ostatniej dekady, głównie z powodu rosnącej urbanizacji. Tak więc każda technologia, która powoduje, że konstrukcje betonowe są bardziej trwałe, może nie tylko obniżyć koszty, ale także zmniejszyć nasz ślad węglowy. Wydaje się, że przyszłość zielonego budynku może być szara.
