Tim istraživača sa Univerziteta Nebraska-Linkoln osmislio je inovativni građevinski materijal koji bi mogao da donese revoluciju u održavanju puteva, mostova i zgrada. Ovaj novi tip betona sposoban je da se sam popravi koristeći samo sunčevu svetlost, vodu i sićušne žive organizme.
Ilustracija (Foto: Pexels)
Kako je objašnjeno u radu objavljenom u časopisu Materials Today Communications, ključ uspeha leži u neobičnoj simbiozi: kombinaciji bakterija koje vole svetlost i gljivica. Zajedno, one omogućavaju produžen vek trajanja betonskih struktura, uz znatno smanjenje potrebe za skupim sanacijama.
Pukotine predstavljaju najveću slabost betona. One nastaju usled naprezanja, toplote ili prebrzog sušenja. Jednom kada se pojave, propuštaju vodu i zagađivače koji postepeno oštećuju čelik unutar konstrukcije i narušavaju stabilnost objekta. Održavanje takve infrastrukture u Sjedinjenim Američkim Državama godišnje košta na desetine milijardi dolara.
Oglas
Vođa tima Dr Congrui Grace Jin i članovi dr Richard Wilson, Nisha Rokaya i Erin Carr inspiraciju su pronašli u prirodi - konkretno u lišajevima. Reč je o otpornim organizmima sastavljenim od gljivica i cijanobakterija ili algi, koji opstaju i u najnepovoljnijim uslovima.
Njihova veštačka verzija kombinuje gljivicu Trichoderma reesei sa cijanobakterijama poput Anabaena inaequalis i Nostoc punctiforme. Kada se ovi mikroorganizmi ugrade u beton, dovoljni su im svetlost, vazduh i malo vlage da bi započeli proces samozaceljenja.
Bakterije iz vazduha uzimaju azot i ugljen-dioksid, koristeći fotosintezu za proizvodnju hranljivih materija koje pogoduju rastu gljivica. Gljivice zauzvrat stvaraju kalcijum-karbonat, sličan cementu, kojim se ispunjavaju i zaptivaju pukotine.
Kako je istakla dr Jin, dosadašnje metode samozaceljujućeg betona, iako istraživane decenijama, nisu bile u potpunosti autonomne jer su zahtevale dodatne hranljive materije. Prednost nove metode je upravo u tome što koristi samo prirodne resurse iz okruženja, bez potrebe za dodatnim hemikalijama ili hranom za mikroorganizme.
Laboratorijska ispitivanja pokazala su da ovaj materijal uspešno funkcioniše i u sušnim uslovima, kao i u okruženju visoke pH vrednosti, karakterističnom za beton.
Tokom testiranja korišćene su različite tehnike merenja rasta i zaceljenja: od kulture gljivica i optičke gustine, do analize pigmentacije i biomase. U poređenju sa prethodnim bakterijskim sistemima, novi beton se pokazao i do 80% efikasnijim, bez emisije toksičnih gasova, kakvi su česti kod rešenja zasnovanih na urei.
Zanimljivo je i to da tim veruje kako bi ovaj materijal mogao biti primenjen i u svemirskim uslovima. Zahvaljujući malim potrebama za resursima i oslanjanju na sunčevu svetlost, mogao bi poslužiti za izgradnju objekata na Mesecu ili Marsu.
Konačni cilj istraživanja, navela je dr Jin, jeste kreiranje veštačkog sistema nalik lišajevima, u kojem simbioza između fotosintetskog i heterotrofnog organizma omogućava autonomnu proizvodnju biomaterijala.
Ipak, postoje i izazovi. Nije izvesno kako će javnost reagovati na ideju da u osnovi njihove infrastrukture žive organizmi. Zbog toga se tim udružio sa stručnjacima sa Tehnološkog univerziteta Teksasa kako bi ispitao društvene i pravne aspekte ove tehnologije.
Bez obzira na to, potencijal ove tehnologije je ogroman. Ako se samozaceljujući beton široko primeni, mogao bi znatno da smanji troškove inspekcija i popravki, produži vek objekata i stvori temelje za izgradnju dugotrajnije i otpornije infrastrukture budućnosti.
