コンクリートは、常に厳しい環境条件にさらされる製品であり、ひび割れが生じたり、腐食の危険が生じたりします。したがって、コンクリート構造物には継続的なメンテナンスが必要となり、コストがかかり非現実的です。
これまでの研究では、コンクリートの成分に特定の種類の細菌が含まれている場合、コンクリートは自己修復できることが示されています。
しかし、最大の課題は、コンクリート構造物に損傷を与えることなく、細菌を長期的に生かし続ける方法を見つけることです。
ドレクセル大学(米国)の科学者たちは、ハイドロゲルと保護ポリマーシェルに包まれた胞子を使用することで、この問題の画期的な解決策を発見しました。
そのおかげで、彼らはひび割れが生じた後でもそれを自己修復できるバイオファイバーコンクリートの発明に成功しました。
バイオファイバーコンクリートの製造には、特殊なポリマー繊維が使用されます。これらのポリマー繊維には、コンクリートを強化する機能と自己修復メカニズムを構築する機能という 2 つの機能があります。
これらのポリマー繊維はハイドロゲル層に囲まれており、その内部には不活性なバクテリア(胞子)が含まれています。胞子は過酷な条件下では「休眠」状態になりますが、環境が好転すると復活することができます。
バイオファイバーコンクリートは通常のコンクリートと同じように使用できます。しかし、その特異性はひび割れが現れたときに初めて明らかになります。
亀裂から水が浸透すると、ハイドロゲル層が溶解し、休眠中のバクテリアが目覚めます。バクテリアは周囲のコンクリートから炭素とカルシウムを食べ始め、炭酸カルシウム(結合剤)を形成して亀裂を埋める役割を果たします。
バイオファイバーは、ひび割れが発生してからわずか 1 ~ 2 日でひび割れを自動修復します。研究者らによると、バイオファイバーコンクリートは建物のメンテナンス要件を簡素化し、コンクリート製造時のCO2排出量も削減するという。
(ハイテックによると)
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