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荷蘭一名科學家發(fā)明具有自我修復功能的混凝土

發(fā)布時間：2021-10-14瀏覽量：

　　混凝土是世界上使用最廣泛的建筑材料，自從古羅馬人在大約2000年前用混凝土建造了萬神廟起，我們就一直在尋找讓混凝土更耐久的方法。不管混合和加固得多好，所有的混凝土最終還會出現(xiàn)裂縫，而在某些情況下，這些裂縫會導致建筑倒塌。

　　荷蘭代爾夫特理工大學的微生物學教授Henk Jonkers解釋說：“混凝土出現(xiàn)裂縫較大的問題在于漏水，水會從裂縫里穿過，流到地下室和車庫里。此外，如果這些水沾到了鋼筋，導致后者被腐蝕，那么就可能出現(xiàn)倒塌。”

　　不過Jonkers想到了一個全新的方法，來延長混凝土的壽命，他說：“我們發(fā)明了生物混凝土，這種材料可以利用細菌來自我修復?！边@種生物混凝土在混合時和普通混凝土一樣，但會加入一種額外的原料，也就是“修復劑”。它在混合的時候保持完整，只有在混凝土出現(xiàn)裂縫并有水滲入時才會溶解。

　　Jonkers從2006年起就開始研究這種特殊的混凝土，他花了三年想出了解決辦法，然而這中間也遇到了許多困難。他說：“需要找到能在混凝土這種極端環(huán)境下生存的細菌，因為混凝土類似于巖石材料，非常干燥?！被炷翂A性極強，而這些“修復”細菌需要休眠多年才會被水激活。

　　Jonkers選擇了桿菌來完成這個任務，因為它們在堿性條件下生長良好，并可以產(chǎn)生芽孢，能在沒有食物和氧氣的條件下存在數(shù)十年。Jonkers說：“接下來的挑戰(zhàn)是讓這些細菌不僅能在混凝土里生存，還要產(chǎn)生修復物質(zhì)，也就是石灰石?！?

　　桿菌需要食物才能產(chǎn)生石灰石，糖是一種選擇，然而把糖加進混凝土中會使之變得軟而不結(jié)實。最終，Jonkers選擇了乳酸鈣，并把這種物質(zhì)和桿菌一起包在用可降解塑料制成的膠囊中，然后在制作混凝土時加入膠囊。

　　當混凝土最終出現(xiàn)裂縫，水滲入就會將膠囊溶解。之后細菌就會繁殖并以乳酸為食，在這一過程中，鈣離子和碳酸根離子就會結(jié)合形成碳酸鈣也就是石灰石，將裂縫封住。

　　Jonkers希望他的混凝土能夠開啟生物建筑的新時代，他說：“這是自然與建筑材料的結(jié)合，自然免費給我們提供了許多有用的東西。如果我們可以將它用到材料中，會受益良多，因此我認為這是一個很好的例子，是一個將自然和建筑環(huán)境相結(jié)合的新理念?！?