: TVO 24H: 2021-07-01 09:09:50

Lượt xem: 2189

Bê tông là loại vật liệu được hình thành từ việc kết hợp xi măng, cốt liệu như sỏi, cát và nước. Cách đây hàng nghìn năm, các kĩ sư của Đế chế La Mã đã biết dùng bê tông tự nhiên (1 dạng bê tông có phụ gia là dung nham núi lửa) để xây dựng những công trìn

Nhóm nghiên cứu đã lấy cảm hứng từ chính cơ thể con người để phát triển loại bê tông tự liền hoàn toàn mới, giống như cách chúng ta tự động chữa lành các vết cắt hoặc vết xước nhỏ.

Bê tông là loại vật liệu được hình thành từ việc kết hợp xi măng, cốt liệu như sỏi, cát và nước. Cách đây hàng nghìn năm, các kĩ sư của Đế chế La Mã đã biết dùng bê tông tự nhiên (1 dạng bê tông có phụ gia là dung nham núi lửa) để xây dựng những công trình cho đế chế của mình, vốn vẫn còn nguyên vẹn cho tới tận ngày nay.

Bê tông công nghiệp bắt đầu được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng kể từ năm 1870, dưới dạng kết hợp bê tông cốt thép. Được coi là loại vật liệu xây dựng phổ biến nhất thế giới, tuy nhiên, quá trình sản xuất bê tông lại gây ra nhiều vấn nạn về ô nhiễm môi trường khi chiếm tới 1/10 lượng khí lượng khí nhà kính trên toàn cầu.

 
Bê tông tự làm liền vết nứt chỉ trong 24 giờ: Nghe qua tưởng vô lý nhưng khoa học đã thực hiện thành công điều không tưởng này - Ảnh 1.

Khí thải sinh ra từ hoạt động sản xuất bê tông gây hại nghiêm trọng tới môi trường trên Trái Đất. Ngành công nghiệp sản xuất bê tông chỉ đứng sau Trung Quốc và Hoa Kỳ về lượng khí thải CO2.

Một trong những nhược điểm của bê tông là độ bền bỉ. Chúng khá giòn và dễ bị nứt khi tiếp xúc với nước, sự thay đổi nhiệt độ, áp suất .v.v. Theo đó, các công trình được xây bằng bê tông sẽ bị nứt hoặc xuống cấp sau ít nhất 1 thập kỷ. Càng xuất hiện nhiều vết nứt, chúng ta lại càng sản xuất nhiều xi măng hơn để ‘vá’ những vết nứt đó, gây ra nhiều thiệt hại hơn cho môi trường. Điều này buộc các nhà khoa học phải tìm ra giải pháp.

Trong một bài báo đăng tải mới đây trên tạp chí Applied Materials Today, các nhà nghiên cứu từ Học viện Bách khoa Worcester đã tạo ra một loại vật liệu xây dựng thế hệ mới có thể tự ‘chữa lành’ các vết nứt.  

Tự động làm liền các vết nứt trên bê tông trong vòng 24 giờ

Theo đó, nhóm nghiên cứu đã lấy cảm hứng từ chính cơ thể con người để phát triển loại bê tông tự liền hoàn toàn mới, giống như cách chúng ta tự động chữa lành các vết cắt hoặc vết xước nhỏ.

"Việc sử dụng bê tông trên toàn cầu là phổ biến. Nếu các vết nứt nhỏ có thể tự động được sửa chữa khi chúng mới bắt đầu xuất hiện, các công trình về lâu dài sẽ không cần sửa chữa hoặc thay thế. Nghe có vẻ giống phim khoa học viễn tưởng, nhưng đây là một giải pháp đầy tiềm năng giúp khắc phục vấn đề quan trọng của ngành xây dựng", giáo sư Nima Rahbar, tác giả chính của công trình nghiên cứu, giải thích.

Bê tông tự làm liền vết nứt chỉ trong 24 giờ: Nghe qua tưởng vô lý nhưng khoa học đã thực hiện thành công điều không tưởng này - Ảnh 2.

Quá trình thử nghiệm cho thấy loại bê tông mới này có khả năng tự động làm liền các vết nứt chỉ trong vòng 24 giờ.

Một điểm khá thú vị là loại bê tông tự phục hồi lại chủ động tiêu thụ CO2 - một điểm trái ngược hoàn toàn với quy trình sản xuất bê tông truyền thống vốn luôn phát thải một lượng lớn khí CO2.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng carbonic anhydrase, một loại enzyme được tìm thấy trong tế bào hồng cầu giúp vận chuyển và chuyển đổi CO2, để thêm vào bột xi măng trước khi đem trộn và đổ bê tông. Khi một vết nứt hình thành trong bê tông, enzyme này phản ứng với CO2 trong khí quyển và bắt đầu tạo ra các tinh thể canxi cacbonat. Vết nứt sẽ tự động được lấp đầy bởi các tinh thể này, do chúng có cấu trúc và cường độ tương tự như bê tông. Quá trình thử nghiệm cho thấy loại bê tông mới này có khả năng tự động làm liền các vết nứt có quy mô milimet chỉ trong 24 giờ.

"Chúng tôi đã hướng về tự nhiên để tìm ra yếu tố nào kích hoạt sự chuyển CO2 nhanh nhất và đó là enzym CA. Vì các enzym trong cơ thể chúng ta phản ứng nhanh một cách đáng kinh ngạc, chúng có thể được sử dụng như một cơ chế hiệu quả để sửa chữa và củng cố các cấu trúc bê tông", nhóm nghiên cứu cho biết.

Bê tông tự làm liền vết nứt chỉ trong 24 giờ: Nghe qua tưởng vô lý nhưng khoa học đã thực hiện thành công điều không tưởng này - Ảnh 3.

Giáo sư Nima Rahbar (bên trái), tác giả chính của công trình nghiên cứu chế tạo bê tông tự hồi phục.

Cần phải nói thêm, đây không phải loại bê tông tự hồi phục đầu tiên trên thế giới. Trước đây, các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp chế tạo bê tông tự hồi phục sử dụng loại vi khuẩn như Bacillus megaterium (một loại vi khuẩn tạo nha bào có thể tiết ra một loại enzyme vào hỗn hợp bê tông). Tuy nhiên, thời gian để loại bê tông vi khuẩn làm liền vết nứt bê tông khá lâu, kéo dài tới 4 tuần. Để so sánh, loại bê tông sử dụng enzyme carbonic anhydrase mới nhất rẻ hơn, an toàn hơn và không có mùi so với bê tông dùng vi khuẩn Bacillus megaterium, đồng thời tránh được những rủi ro tiềm ẩn về sức khỏe.

Đáng chú ý, bên cạnh việc phát triển một loại bê tông mới, nhóm nghiên cứu cũng đã chế tạo được một loại hỗn hợp xi măng mới có thể được áp dụng cho các vết nứt trên bê tông truyền thống.

"Việc hàn gắn bê tông truyền thống đã được sử dụng rất có lợi. Điều này sẽ giúp giảm nhu cầu sản xuất và vận chuyển bê tông để sửa chữa các công trình, vốn có tác động lớn đến môi trường."

Cũng theo ước tính của nhóm nghiên cứu, bê tông tự liền có thể kéo dài tuổi thọ của một cấu trúc hay công trình thêm 20 năm lên tới 80 năm, với độ bền bì gấp 4 lần so với hiện tại. 

Anh Việt/Pháp luật và Bạn đọc

Bình luận