Sản xuất bê tông, cùng với nguyên liệu chính là xi măng, đang trở thành một trong những nguyên nhân hàng đầu tạo ra khí CO2 trên Trái Đất, góp phần vào ít nhất 8% tổng lượng khí thải của thế giới. Chính vì vậy, không có gì ngạc nhiên khi các nhà khoa học và kỹ sư đang nỗ lực tìm ra các cách để giảm thiểu tác động của vật liệu xây dựng này. Một giải pháp là không sử dụng nó nữa—việc xây dựng các công trình gỗ lớn tại Mỹ đang ngày càng gia tăng trong những năm gần đây. Một phương pháp khác là tìm cách làm cho bê tông trở nên bền vững hơn, hoặc thậm chí tìm cách biến nó thành vật liệu xây dựng có khí carbon âm. Tuy nhiên, lĩnh vực thu hút sự chú ý nhiều nhất trong vài thập kỷ qua là tìm cách làm cho bê tông có tuổi thọ dài hơn, thậm chí tốt hơn cả loại bê tông siêu hiệu suất cao (UHPC) đang được sử dụng rộng rãi.
Phương pháp phổ biến nhất để gia tăng độ bền của bê tông là học hỏi từ người La Mã cổ đại, phát triển các phương thức cho phép bê tông "tự phục hồi". Nguyên nhân khiến các cống nước 2.000 năm tuổi ở Italy vẫn đẹp như mới là do người La Mã đã sử dụng “hạt vôi” trộn với bê tông để lấp đầy các vết nứt trước khi chúng hình thành. Hiện nay, các nhà khoa học từ Đại học Texas A&M đang nghiên cứu cách để thực hiện một thủ thuật tương tự bằng cách sử dụng địa y. Kết quả của nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Materials Today Communications.
Chắc chắn rằng bê tông tự phục hồi không phải là một khái niệm mới—các tiêu đề đã xuất hiện trong nhiều năm qua với các kỹ thuật mới nhằm làm cho bê tông bền lâu hơn, và một số thậm chí còn sử dụng vi sinh vật. Tuy nhiên, các tác giả của nghiên cứu mới này cho biết họ đã tìm ra một kỹ thuật cải tiến so với những nỗ lực trước đó. "Bê tông tự phục hồi bằng vi sinh vật đã được nghiên cứu một cách sâu rộng trong hơn ba thập kỷ," bà Congrui Grace Jin, tác giả chính của nghiên cứu từ Texas A&M, cho biết trong một thông cáo báo chí. "Nhưng nó vẫn gặp một hạn chế quan trọng—không một phương pháp tự phục hồi hiện tại nào hoàn toàn tự động vì chúng cần một nguồn cung cấp dinh dưỡng bên ngoài để các tác nhân phục hồi liên tục sản xuất vật liệu sửa chữa."
Địa y, thường thấy bám vào cây và đá, thực chất là một hệ sinh thái đối sinh phức tạp bao gồm vi khuẩn lam, nấm và tảo. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một loại địa y tổng hợp bao gồm vi khuẩn lam có thể sử dụng ánh sáng mặt trời (cũng như các yếu tố từ bầu khí quyển) làm thức ăn, và một số loại nấm sản xuất tự nhiên các vật liệu có khả năng lấp đầy các vết nứt. Cụ thể, nấm có thể hấp thụ canxi ion hóa, thúc đẩy quá trình sản xuất canxi carbonate—một vật liệu cực kỳ cứng có trong vỏ sò và san hô. (Canxi carbonate thực chất là vật liệu đã làm cho bê tông của Rome trở nên cực kỳ mạnh mẽ trong thời kỳ cổ đại.) Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, địa y tổng hợp có khả năng lấp đầy các vết nứt—bao gồm cả trong bê tông—chỉ dựa vào ánh sáng mặt trời và không khí để tồn tại.
Việc sử dụng hệ thống phục hồi tự động này không chỉ có thể kéo dài tuổi thọ của bê tông mà còn giúp giảm chi phí sửa chữa. Các tác giả hiện đang thử nghiệm xem liệu loại nấm tổng hợp này có thể sửa chữa các vết nứt đã tồn tại hay không. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức đối với việc áp dụng rộng rãi bê tông tự phục hồi. Hiện tại, không nhiều công ty sản xuất loại vật liệu này, và nó vẫn tốn kém hơn nhiều so với bê tông thông thường. Một số chuyên gia cho rằng có thể mất tới một thập kỷ nữa trước khi các phụ gia tự phục hồi thực sự được áp dụng rộng rãi. Khi điều đó xảy ra, địa y sẽ sẵn sàng.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/science/green-tech/a64947129/lichen-concrete/
Phương pháp phổ biến nhất để gia tăng độ bền của bê tông là học hỏi từ người La Mã cổ đại, phát triển các phương thức cho phép bê tông "tự phục hồi". Nguyên nhân khiến các cống nước 2.000 năm tuổi ở Italy vẫn đẹp như mới là do người La Mã đã sử dụng “hạt vôi” trộn với bê tông để lấp đầy các vết nứt trước khi chúng hình thành. Hiện nay, các nhà khoa học từ Đại học Texas A&M đang nghiên cứu cách để thực hiện một thủ thuật tương tự bằng cách sử dụng địa y. Kết quả của nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Materials Today Communications.
Chắc chắn rằng bê tông tự phục hồi không phải là một khái niệm mới—các tiêu đề đã xuất hiện trong nhiều năm qua với các kỹ thuật mới nhằm làm cho bê tông bền lâu hơn, và một số thậm chí còn sử dụng vi sinh vật. Tuy nhiên, các tác giả của nghiên cứu mới này cho biết họ đã tìm ra một kỹ thuật cải tiến so với những nỗ lực trước đó. "Bê tông tự phục hồi bằng vi sinh vật đã được nghiên cứu một cách sâu rộng trong hơn ba thập kỷ," bà Congrui Grace Jin, tác giả chính của nghiên cứu từ Texas A&M, cho biết trong một thông cáo báo chí. "Nhưng nó vẫn gặp một hạn chế quan trọng—không một phương pháp tự phục hồi hiện tại nào hoàn toàn tự động vì chúng cần một nguồn cung cấp dinh dưỡng bên ngoài để các tác nhân phục hồi liên tục sản xuất vật liệu sửa chữa."
Địa y, thường thấy bám vào cây và đá, thực chất là một hệ sinh thái đối sinh phức tạp bao gồm vi khuẩn lam, nấm và tảo. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một loại địa y tổng hợp bao gồm vi khuẩn lam có thể sử dụng ánh sáng mặt trời (cũng như các yếu tố từ bầu khí quyển) làm thức ăn, và một số loại nấm sản xuất tự nhiên các vật liệu có khả năng lấp đầy các vết nứt. Cụ thể, nấm có thể hấp thụ canxi ion hóa, thúc đẩy quá trình sản xuất canxi carbonate—một vật liệu cực kỳ cứng có trong vỏ sò và san hô. (Canxi carbonate thực chất là vật liệu đã làm cho bê tông của Rome trở nên cực kỳ mạnh mẽ trong thời kỳ cổ đại.) Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, địa y tổng hợp có khả năng lấp đầy các vết nứt—bao gồm cả trong bê tông—chỉ dựa vào ánh sáng mặt trời và không khí để tồn tại.
Việc sử dụng hệ thống phục hồi tự động này không chỉ có thể kéo dài tuổi thọ của bê tông mà còn giúp giảm chi phí sửa chữa. Các tác giả hiện đang thử nghiệm xem liệu loại nấm tổng hợp này có thể sửa chữa các vết nứt đã tồn tại hay không. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức đối với việc áp dụng rộng rãi bê tông tự phục hồi. Hiện tại, không nhiều công ty sản xuất loại vật liệu này, và nó vẫn tốn kém hơn nhiều so với bê tông thông thường. Một số chuyên gia cho rằng có thể mất tới một thập kỷ nữa trước khi các phụ gia tự phục hồi thực sự được áp dụng rộng rãi. Khi điều đó xảy ra, địa y sẽ sẵn sàng.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/science/green-tech/a64947129/lichen-concrete/
