A beton a világ legnépszerűbb építőanyaga, és azóta, hogy a rómaiak 2000 évvel ezelőtt megépítették a Pantheont, igyekeztünk megtalálni a módját, hogy tartósabbá tegyük.
Nem számít, milyen óvatosan keverik ki vagy erősítik meg, végül minden beton megreped, és bizonyos körülmények között ezek a repedések töréshez vezethetnek.
"A betonban kialakuló repedések problémája a szivárgás," - magyarázza Henk Jonkers, a holland Delft Technológiai Egyetem professzora.
"Ha repedések keletkeznek, a víz beszivárog rajtuk - a pincében vagy a garázsban. Másrészt, ha ez a víz eléri az acél erősítést, és az korrodálni kezd, akkor a szerkezet összeomlik."
Jonkers azonban egy teljesen új megközelítést alkalmazott a beton életének meghosszabítása érdekében.
"Kifejlesztettük a biobetont - ez egy olyan beton, amely baktériumk segítségével kijavítja önmagát," - mondta.
A biobetont ugyanúgy keverik, mint a hagyományos betont, de egy extra összetevőt adnak hozzá, a "gyógyító szert". A keverés közben érintetlen marad, csak akkor oldódik fel és válik aktívvá, amikor a beton repedéseibe víz kerül.
http
Jonkers, aki egyébként mikrobiológus, 2006-ban kezdett dolgozni rajta, amikor egy beton technológus megkérdezte tőle, hogy lehetséges-e baktériumokat használni az önjavító beton előállításához.
Jonkersnek három évébe telt, hogy megoldja a problémát, mivel akadt néhány trükkös kihívás, amellyel meg kellett birkóznia.
"Olyan baktériumokra van szükség, amelyek túlélhetik a beton zord környezetét," - mondta Jonkers. "Ez egy kőzetszerű, kőszerű anyag, ami nagyon száraz."
A beton rendkívül lúgos, és a "gyógyító" baktériumoknak évekig kell várniuk, mielőtt a víz aktiválná őket.
Jonkers a bacillus baktériumokat választotta a feladatra, mert jól megélnek a lúgos körülmények között, és spórákat termelnek, amelyek évtizedekig képesek túlélni tápanyag és oxigén nélkül.
"A következő kihívás nem csak a baktériumok betonban való aktívvá tétele volt, hanem a beton javító anyagainak előállítása is - és ez a mészkő," - magyarázta Jonkers.
A mészkő előállításához a bacillusoknak élelmiszerforrásra van szükségük. A cukor volt az egyik lehetőség, de a cukor hozzáadása a keverékhez lágy, gyenge betont eredményezett.
Jonkers végül a kálcium-laktátot választotta. A baktériumokat és a kálcium-laktátot biológiailag lebontható műanyagból készült kapszulákba helyezte, és a kapszulákat a nedves beton keverékhez adta.
Amikor a repedések végül kialakulnak a betonban, a víz bejut és felnyitja a kapszulákat.
A baktériumok ezt követően csírázni kezdenek és szaporodnak, miközben a laktáttal táplálkoznak, és ezáltal egyesítik a kálciumot és a karbonátionokat, amiből kialakul a mészkő, amely lezárja a repedéseket.
Jonkers azt reméli, hogy az általa feltalált beton a biológiai épületek új korának kezdetét jelentheti.
"Ez a természet és az építőanyagok ötvözése," - mondta. "A természet egy sor funkcionalitást biztosít számunkra ingyen - ebben az esetben a mészkőtermelő baktériumokat.
Ha ezt meg tudjuk valósítani az anyagokban, abból valóban sok hasznunk származhat, ezért úgy vélem, ez egy szép példa arra, hogy a természet és az épített környezet egy új koncepció részeként összekapcsolható."