Вдохновившись природой, доктор Конгруй Грейс Джин разработала уникальную систему, которая позволяет бетону самостоятельно восстанавливаться без вмешательства человека. Эта инновация предлагает решение одной из самых насущных и дорогостоящих проблем в строительстве — образования трещин, которые могут приводить к разрушению зданий, мостов и других конструкций.
Бетон — самый распространенный строительный материал в мире, однако его уязвимость перед образованием трещин уже давно признана одной из его главных слабостей. Через незаметные глазу микротрещины влага и воздух со временем начинают проникать к армирующей стальной арматуре, вызывая коррозию и подтачивая прочность конструкции изнутри. Ежегодно только в США на ремонт бетонной инфраструктуры тратятся десятки миллиардов долларов, а одной из самых сложных задач остается своевременное обнаружение таких дефектов, особенно в объектах, которые постоянно эксплуатируются.
На протяжении более тридцати лет исследователи пытались использовать для «самозалечивания» бетона микроорганизмы, но до сих пор все технологии имели существенный недостаток: микробы нужно каким-то образом снабжать питательными веществами. Как объясняет Джин, существующие методы не являются полностью автономными и требуют вмешательства — например, введения питательных растворов вручную, что почти невозможно осуществить в условиях реальной эксплуатации объектов.
Именно поэтому команда Джин предложила радикально новый подход, основанный на биомиметике — подражании природным системам. Источником вдохновения послужили лишайники — симбиотические организмы, которые состоят из грибов и цианобактерий или водорослей и способны выживать в экстремальных условиях, используя лишь свет, воздух и воду. На их основе был создан синтетический лишайниковый комплекс, в котором цианобактерии преобразуют солнечную энергию и углекислый газ в питательные вещества, а нити грибов вырабатывают минералы, которые заделывают трещины. Уникальность этой технологии в ее полной автономности — система способна работать без каких-либо внешних добавок, существуя и функционируя прямо внутри бетонной среды. В лабораторных условиях этот живой дуэт доказал свою жизнеспособность и способность к восстановлению повреждений в бетоне, даже в суровых условиях, близких к реальным.
Разработка самовосстанавливающегося бетона может полностью изменить лицо современной инфраструктуры. Она способна значительно снизить затраты на обслуживание, продлить срок службы конструкций и повысить безопасность их эксплуатации. А в долгосрочной перспективе, по мнению исследовательской группы, эта технология может найти применение даже в условиях строительства на других планетах, где доступ к обслуживанию конструкций будет крайне ограничен.
Тем временем инженеры нашли способ укрепить древесину экологически чистым наножелезом.
