Ученые создали "живой" цемент с бактериями: почему это может стать прорывом в строительстве
Цемент – один из важнейших материалов цивилизации. Он ассоциируется с чем-то статичным и неодушевленным. Однако наука способна перевернуть эти представления. Исследователи впервые создали "живой цемент", в котором микроорганизмы работают как "невидимые инженеры", придавая строительному материалу новые свойства.
Такой цемент не только выдерживает нагрузки, но и может сохранять и восстанавливать энергию. Детали рассказало издание IflScience.
Как работает "живой" цемент
Исследователи из Орхусского университета (Дания) и Чунцинского университета транспорта (Китай) встроили в цемент бактерию Shewanella oneidensis. Этот микроорганизм известен своими электропроводящими свойствами – он способен передавать электроны, фактически работая как биологический проводник.
В процессе изготовления в цемент добавили порошок сульфата натрия (электролит для бактерий), после чего растворили микробы в стерильной воде и смешали со смесью. В результате образовался "микробно-цементный гибрид", формирующий внутреннюю сеть для управления электрическими зарядами.
Возобновляемый и долговечный
Тесты показали, что даже после 10 000 циклов использования цемент сохранял около 85% своей емкости. В случае, когда бактерии "истощались", их удавалось восстановить с помощью питательных веществ, возвращая до 80% первоначальной мощности. Это выгодно отличает "живой" цемент от традиционных аккумуляторов, которые теряют емкость без возможности восстановления.
Еще одно преимущество – экологичность: материал не содержит токсичных тяжелых металлов, как большинство батарей.
Устойчивость в различных условиях
Микробный цемент продемонстрировал работу в широком диапазоне температур: от -15°C до +33°C. Это открывает возможности использования в различных климатах – от холодных регионов до мегаполисов.
Ученые уже представляют, как такие материалы интегрируют в здания: стены, фундаменты или мосты смогут одновременно служить частью городской энергосистемы. Например, комната, построенная из такого цемента, могла бы хранить до 10 кВт-ч энергии – достаточно, чтобы обеспечить работу серверной в течение суток.
Вызовы и будущее
Несмотря на перспективность, технология еще далека от массового внедрения. Щелочная среда цемента вредит бактериям, а эффективность микроорганизмов зависит от условий окружающей среды. Ученые работают над решениями: совершенствуют микробные штаммы и экспериментируют с пористостью цемента для лучшего снабжения питательными веществами.
"Живой" цемент – это сочетание биологии и инженерии. Представьте дома, которые не только защищают от холода, но и обеспечивают энергией электроприборы.
OBOZ.UA ранее рассказывал, какое странное существо имеет больше всего хромосом.
Подписывайтесь на каналы OBOZ.UA в Telegram и Viber, чтобы быть в курсе последних событий.