Sản xuất bê tông, cùng với thành phần chính là xi măng, hiện đang là một trong những nguồn phát thải CO2 lớn nhất trên Trái Đất, đóng góp ít nhất 8% cho tổng lượng khí thải toàn cầu. Chính vì thế, không có gì ngạc nhiên khi các nhà khoa học và kỹ sư đang nỗ lực tìm kiếm những cách thức giảm thiểu tác động của loại vật liệu xây dựng này.
Một giải pháp là ngừng sử dụng bê tông hoàn toàn, điển hình là việc xây dựng các công trình bằng gỗ hàng loạt đang gia tăng nhanh chóng ở Mỹ trong những năm gần đây. Một hướng đi khác là phát triển bê tông bền vững hơn hoặc thậm chí tìm cách biến nó thành một vật liệu xây dựng tiêu cực carbon. Tuy nhiên, lĩnh vực nhận được nhiều sự chú ý nhất trong vài thập kỷ qua là cách thức làm cho bê tông bền lâu hơn, và thậm chí tốt hơn so với bê tông siêu hiệu suất cao (UHPC) thường được sử dụng.
Phương pháp phổ biến nhất để tăng tuổi thọ của bê tông là học hỏi từ những gì người La Mã đã làm, phát triển những cách thức cho phép bê tông tự “chữa lành”. Chúng ta có thể thấy những công trình aqueduct tồn tại hàng ngàn năm tại Italy vẫn còn nguyên vẹn, chính nhờ vào việc người La Mã trộn “hạt vôi” với bê tông, giúp lấp đầy các vết nứt ngay trước khi chúng hình thành. Các nhà khoa học từ Đại học Texas A&M hiện đang nghiên cứu cách thực hiện một thủ thuật tương tự bằng cách sử dụng rêu. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Materials Today Communications.
Tất nhiên, bê tông tự chữa lành không phải là một khái niệm mới - đã có nhiều tiêu đề báo chí trong suốt nhiều năm qua kêu gọi về các kỹ thuật mới nhằm làm cho bê tông bền lâu hơn, và một số phương pháp thậm chí đã sử dụng vi khuẩn. Tuy nhiên, các tác giả của nghiên cứu mới này cho rằng họ đã phát hiện ra một kỹ thuật cải tiến đáng kể so với những cố gắng trước đó. "Bê tông tự chữa lành nhờ vi khuẩn đã được nghiên cứu sâu rộng trong hơn ba thập kỷ," 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 lớn - không có phương pháp tự chữa lành nào hiện nay hoàn toàn tự động vì chúng cần có nguồn dinh dưỡng bên ngoài để các tác nhân chữa lành liên tục sản xuất vật liệu sửa chữa."
Rêu, thường bám vào cây cối và đá, thực chất là một hệ thống cộng sinh phức tạp bao gồm vi khuẩn lam, nấm và tảo. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một loại rêu tổng hợp bao gồm vi khuẩn lam có khả năng sử dụng ánh sáng mặt trời (cũng như các yếu tố từ không khí) làm thức ăn, cùng với một số loại nấm sản xuất vật liệu có khả năng lấp đầy vết nứt. Cụ thể, các loại nấm này có khả năng hấp thụ canxi ion hóa, từ đó kích thích sản xuất canxi cacbonat - vật liệu cực kỳ cứng được tìm thấy trong vỏ sò và san hô. (Canxi cacbonat thực chất là vật liệu đã giúp bê tông của Rome trở nên cực kỳ mạnh mẽ trong thời kỳ cổ đại.)
Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, loại rêu tổng hợp này có thể lấp đầy các vết nứt, thậm chí là ở bê tông, chỉ dựa vào ánh sáng mặt trời và không khí làm thức ăn. Việc sử dụng hệ thống sửa chữa tự động này không chỉ kéo dài tuổi thọ của bê tông mà còn giảm chi phí sửa chữa. Các tác giả hiện đang thử nghiệm xem loại nấm tổng hợp này có thể sửa chữa các vết nứt có sẵn hay không.
Dù vậy, vẫn còn nhiều thách thức cho việc áp dụng bê tông tự chữa lành một cách rộng rãi. Hiện tại, không nhiều công ty sản xuất loại vật liệu này, và chi phí để sản xuất vẫn cao hơn so với bê tông thông thường. Một số chuyên gia cho rằng có thể mất một thập kỷ nữa trước khi các phụ gia tự chữa lành thực sự phổ biến.
Khi điều đó xảy ra, rêu sẽ sẵn sàng.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/science/green-tech/a64947129/lichen-concrete/
Một giải pháp là ngừng sử dụng bê tông hoàn toàn, điển hình là việc xây dựng các công trình bằng gỗ hàng loạt đang gia tăng nhanh chóng ở Mỹ trong những năm gần đây. Một hướng đi khác là phát triển bê tông bền vững hơn hoặc thậm chí tìm cách biến nó thành một vật liệu xây dựng tiêu cực carbon. Tuy nhiên, lĩnh vực nhận được nhiều sự chú ý nhất trong vài thập kỷ qua là cách thức làm cho bê tông bền lâu hơn, và thậm chí tốt hơn so với bê tông siêu hiệu suất cao (UHPC) thường được sử dụng.
Phương pháp phổ biến nhất để tăng tuổi thọ của bê tông là học hỏi từ những gì người La Mã đã làm, phát triển những cách thức cho phép bê tông tự “chữa lành”. Chúng ta có thể thấy những công trình aqueduct tồn tại hàng ngàn năm tại Italy vẫn còn nguyên vẹn, chính nhờ vào việc người La Mã trộn “hạt vôi” với bê tông, giúp lấp đầy các vết nứt ngay trước khi chúng hình thành. Các nhà khoa học từ Đại học Texas A&M hiện đang nghiên cứu cách thực hiện một thủ thuật tương tự bằng cách sử dụng rêu. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Materials Today Communications.
Tất nhiên, bê tông tự chữa lành không phải là một khái niệm mới - đã có nhiều tiêu đề báo chí trong suốt nhiều năm qua kêu gọi về các kỹ thuật mới nhằm làm cho bê tông bền lâu hơn, và một số phương pháp thậm chí đã sử dụng vi khuẩn. Tuy nhiên, các tác giả của nghiên cứu mới này cho rằng họ đã phát hiện ra một kỹ thuật cải tiến đáng kể so với những cố gắng trước đó. "Bê tông tự chữa lành nhờ vi khuẩn đã được nghiên cứu sâu rộng trong hơn ba thập kỷ," 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 lớn - không có phương pháp tự chữa lành nào hiện nay hoàn toàn tự động vì chúng cần có nguồn dinh dưỡng bên ngoài để các tác nhân chữa lành liên tục sản xuất vật liệu sửa chữa."
Rêu, thường bám vào cây cối và đá, thực chất là một hệ thống cộng sinh phức tạp bao gồm vi khuẩn lam, nấm và tảo. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một loại rêu tổng hợp bao gồm vi khuẩn lam có khả năng sử dụng ánh sáng mặt trời (cũng như các yếu tố từ không khí) làm thức ăn, cùng với một số loại nấm sản xuất vật liệu có khả năng lấp đầy vết nứt. Cụ thể, các loại nấm này có khả năng hấp thụ canxi ion hóa, từ đó kích thích sản xuất canxi cacbonat - vật liệu cực kỳ cứng được tìm thấy trong vỏ sò và san hô. (Canxi cacbonat thực chất là vật liệu đã giúp bê tông của Rome trở nên cực kỳ mạnh mẽ trong thời kỳ cổ đại.)
Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, loại rêu tổng hợp này có thể lấp đầy các vết nứt, thậm chí là ở bê tông, chỉ dựa vào ánh sáng mặt trời và không khí làm thức ăn. Việc sử dụng hệ thống sửa chữa tự động này không chỉ kéo dài tuổi thọ của bê tông mà còn giảm chi phí sửa chữa. Các tác giả hiện đang thử nghiệm xem loại nấm tổng hợp này có thể sửa chữa các vết nứt có sẵn hay không.
Dù vậy, vẫn còn nhiều thách thức cho việc áp dụng bê tông tự chữa lành một cách rộng rãi. Hiện tại, không nhiều công ty sản xuất loại vật liệu này, và chi phí để sản xuất vẫn cao hơn so với bê tông thông thường. Một số chuyên gia cho rằng có thể mất một thập kỷ nữa trước khi các phụ gia tự chữa lành thực sự phổ biến.
Khi điều đó xảy ra, rêu sẽ sẵn sàng.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/science/green-tech/a64947129/lichen-concrete/
