Ученые Техасского университета создали синтетическую систему лишайников, которая способна заделывать трещины в бетонных конструкциях
Доктор Конгруй Грейс Джин и ее коллеги, доктор Ричард Уилсон, Ниша Рокайя и Эрин Карр из Университета Небраски-Линкольна кафедры инженерных технологий и промышленной дистрибуции, при финансовой поддержке программы Young Faculty Award DARPA создали синтетическую лишайниковую систему, которая взаимодействует с организмами так же, как и естественные лишайники.
Немного о бетоне
Бетон — самый распространенный строительный материал в мире, но у него есть недостаток: он склонен к растрескиванию. Независимо от размера, трещины могут привести к серьезным повреждениям конструкций, что иногда заканчивается обрушением зданий, мостов или дорог.
Решение этой проблемы требует глубокого понимания состава и процесса формирования бетона. Он создается из смеси щебня, песка, порошкообразной глины и известняка. При добавлении воды происходит химическая реакция — гидратация, в результате которой смесь затвердевает и становится достаточно прочной, чтобы выдерживать нагрузки. Однако природные воздействия, такие как циклы замерзания и оттаивания, усадка при высыхании и большие нагрузки, вызывают появление трещин. Даже мелкие повреждения позволяют воде и газам проникать к стальной арматуре внутри, что ведет к ее коррозии и ослаблению конструкции.
Выявление трещин до того, как они станут опасными, — сложная и дорогостоящая задача, ежегодно выделяются огромные суммы на ремонт бетонных сооружений. Особенно трудно обнаруживать повреждения на постоянно эксплуатируемых мостах и автомагистралях.
Лишайник и самовосстановление бетона
Самовосстанавление бетона с помощью микробов изучают уже более 30 лет, однако ни один из существующих методов не работает автономно, поскольку для постоянного производства требуется внешний источник питательных веществ. Например, после обнаружения трещин инспекторам часто приходится вручную вводить или распылять питательные вещества в поврежденные участки, что неудобно и непрактично.
Лишайники — это особые организмы, образующиеся в результате симбиоза грибов и микроскопических водорослей. Они не являются паразитами и не питаются соками или тканями деревьев, а используют растения исключительно как опору. Система искусственных лишайников использует цианобактерии, которые превращают воздух и солнечный свет в пищу, и нитчатые грибы, которые производят минералы, запечатывающие трещины.
В ходе лабораторных испытаний пары микробов смогли расти и производить минералы, заполняющие трещины, даже в таких сложных условиях, как бетон.
Источники новости:
Ссылка на журнал:
Ниша Рокая, Эрин К. Карр, Судип Тивари, Ричард А. Уилсон, Конгруй Джин. Разработка системы совместного культивирования диазотрофных цианобактерий и нитчатых грибов для потенциального применения в самовосстанавливающемся бетоне . Materials Today Communications , 2025; 44: 112093 DOI: 10.1016/j.mtcomm.2025.112093
Публикация в сети: https://sciencedaily.substack.com/
Источник: www.supersadovnik.ru
