Конгруи Джин, доцент кафедры машиностроения в Бингемтонском университете, исследовал бетон и обнаружил, что проблема возникает из-за мельчайших трещин.«Без надлежащего лечения трещины имеют тенденцию прогрессировать и в конечном итоге требуют дорогостоящего ремонта», — сказал Джин. «Если микротрещины расширяются и достигают стальной арматуры, не только бетон будет поврежден, но и арматура подвергнется коррозии, поскольку она подвергается воздействию воды, кислорода, возможно CO2 и хлоридов, что приведет к разрушению конструкции».Эти трещины могут вызвать огромные, а иногда и невидимые проблемы для инфраструктуры.
Одним из потенциально важных примеров являются атомные электростанции, которые могут использовать бетон для защиты от радиации. Хотя переделка конструкции заменит стареющий бетон, это будет лишь краткосрочное решение, пока снова не появятся новые трещины. Джин хотел посмотреть, есть ли способ исправить бетон навсегда.
«Эта идея изначально была вдохновлена ??чудесной способностью человеческого тела излечивать себя от порезов, синяков и переломов костей», — сказал Джин. «Для поврежденной кожи и тканей хозяин будет получать питательные вещества, которые могут производить новые заменители для заживления поврежденных частей».Джин работал с профессором Гуанвен Чжоу и доцентом Дэвидом Дэвисом из Бингемтонского университета и доцентом Нин Чжан из Университета Рутгерса. Вместе команда решила найти способ залечить бетон и нашла необычный ответ: грибок под названием Trichoderma reesei. Когда этот грибок смешивают с бетоном, он изначально находится в спящем состоянии — до появления первой трещины.
«Споры грибов вместе с питательными веществами будут помещены в бетонную матрицу во время процесса смешивания. Когда происходит растрескивание, вода и кислород попадут внутрь.
При достаточном количестве воды и кислорода спящие грибковые споры будут прорастать, расти и выпадать в осадок. карбонат кальция для заживления трещин », — объяснил Джин.«Когда трещины будут полностью заполнены и в конечном итоге внутрь больше не сможет проникнуть вода или кислород, грибы снова образуют споры. По мере того, как условия окружающей среды становятся благоприятными на более поздних стадиях, споры могут снова проснуться».
Исследования все еще находятся на довольно ранней стадии, и самой большой проблемой является выживаемость грибка в суровых условиях бетона. Однако Джин надеется, что после дальнейших корректировок Trichoderma reesei сможет эффективно заполнять трещины.
«По-прежнему существуют серьезные проблемы, связанные с выводом на рынок бетона эффективных самовосстанавливающихся продуктов. На мой взгляд, дальнейшие исследования альтернативных микроорганизмов, таких как грибы и дрожжи, для применения самовосстанавливающегося бетона приобретают большое потенциальное значение», — сказал Джин. .