A Texas A&M University kutatói kifejlesztettek egy öngyógyító betonrendszert, amely pusztán napfény, levegő és víz segítségével kijavítja saját repedéseit. A fenntartható, alacsony karbantartási igényű megoldáshoz nem kell speciális betonkeverék, mert utólag bármely betonból készült építményt elláthatnak vele, állandó tápanyagforrás biztosítása nélkül. Ráadásul megállíthatja a hajszálrepedések további mélyülését, így megelőzi a súlyosabb állagromlást. 

A fejlesztés az ún. cianobaktériumokra támaszkodik, amelyek a napfényt és a levegőt energiává alakítják, illetve olyan ásványi anyagokat termelnek, amelyek emberi beavatkozás nélkül kitöltik és lezárják a repedéseket. Leginkább a zuzmókban megtalálható természetes szimbiózist utánozza fonalas gombák és cianobaktériumok révén, illetve a bolygó egyik legrégebbi fotoszintetizáló prokariótája (közönséges nevén: kék-zöld alga) segítségével.

Míg a cianobaktériumok energiát gyűjtenek a napfényből és szén-dioxidot vesznek fel a levegőből, addig a fonalas gombák repedészáró ásványi anyagokat termelnek, amelyek belülről erősítik a betont, így egy zárt körfolyamatú javítórendszer jön létre, amelyet kizárólag fény, levegő és víz táplál.

A betont hagyományosan zúzott kő és homok, valamint porított agyag és mészkő keverésével állítják elő. A világ egyik legszélesebb körben használt építőanyaga ugyanakkor hajlamos a hidratációra, amely a csapadékvízzel történő érintkezés közben lejátszódó kémiai reakció miatt keletkezik. Noha a betonkeverék szilárd anyaggá keményedik, amely elég erős ahhoz, hogy a masszív teherautóktól a tornyosuló felhőkarcolókig mindent elbírjon, azonban idővel a környezeti tényezők, például a fagyási-olvadási ciklusok, a száradási zsugorodás és a nagy terhelések hatására az anyag megrepedezik. 

Noha a kutatók már több mint három évtizede kísérleteznek a mikrobák által közvetített öngyógyító betonnal, az eddigi eredmények mindegyike külső tápanyag-utánpótlásra támaszkodik. Nem így a szintetikus zuzmó, amelynek csak levegőre, fényre és vízre van szüksége a működéshez. A laboratóriumi tesztek legalábbis azt mutatták, hogy a mikrobák képesek növekedni és repedéstömítő ásványokat képezni még „kemény betonkörülmények” között is.

A tudósok reményei szerint az innováció csökkentheti a karbantartási költségeket, növelheti az infrastruktúra tartósságát és fokozhatja a biztonságot, miközben megnyitja az utat a szélsőséges környezetben történő fenntartható építés előtt, beleértve a jövőbeli űrbeli épületeket is. 

Forrás: Interesting Engineering

A borítókép illusztráció, forrás: Adobe Stock