ไบโอคอนกรีตรักษาความเสียหายจากภายใน

กองทัพสหรัฐฯ กำลังทำการวิจัยและผลิตอาคารที่สามารถ “ซ่อมแซมตัวเอง” ได้ก่อนที่รอยแตกจะลาม หรือรันเวย์คอนกรีตที่สามารถอุดหลุมระเบิดเพื่อให้เครื่องบินสามารถลงจอดและขึ้นบินต่อไปได้

หน่วยงานโครงการวิจัยขั้นสูงด้านการป้องกันประเทศ (DARPA) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ กำลังดำเนินโครงการผลิตคอนกรีตที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้เพื่อใช้ในสถานที่ทางทหาร

ในวรรณกรรมและภาพยนตร์ คอนกรีตมักถูกพรรณนาว่าเป็นสิ่งที่ตรงข้ามกับชีวิต อย่างไรก็ตาม โครงการ “อาคารคอนกรีตที่น่าทึ่ง” หรือ BRACE เป็นการนำสิ่งมีชีวิตมาสร้างระบบหลอดเลือดภายในคอนกรีต

คาดว่าโครงการ BRACE จะใช้เวลาดำเนินการ 4.5 ปี โดยเกี่ยวข้องกับห้องปฏิบัติการหลายแห่งและผู้รับเหมาทางทหารที่มีแนวทางที่แตกต่างกันในการพัฒนาเทคโนโลยี

ระบบไหลเวียนโลหิตสามารถรักษารอยแตกร้าวจากภายในได้ก่อนที่จะถึงพื้นผิวของโครงสร้าง ช่วยให้คอนกรีตสามารถ “รักษา” ได้เหมือนกับสิ่งมีชีวิต ยังสามารถใช้วินิจฉัยว่าเหตุใดคอนกรีตจึงเสื่อมสภาพได้

DARPA กล่าวในข่าวประชาสัมพันธ์ว่า “ หลักการสำคัญของ BRACE คือคอนกรีตสามารถเติมคุณสมบัติในการซ่อมแซมตัวเองที่พบได้ทั่วไปในสิ่งมีชีวิต ซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากระบบหลอดเลือดของมนุษย์และเครือข่ายขนาดใหญ่ของเชื้อราที่มีรูปร่างคล้ายเส้นใยที่สามารถขยายพื้นที่ได้กว้างคล้ายกับอาคาร ระบบดังกล่าวสามารถสร้างเครือข่ายการขนส่งที่รักษาได้ภายในวัสดุเพื่อซ่อมแซมรอยแตกร้าวต่างๆ ก่อนที่จะลุกลามไปถึงพื้นผิวและทำให้เกิดความเสียหายได้”

นักวิทยาศาสตร์จะทดสอบวิธีทางชีวภาพหลายวิธีที่ได้รับแรงบันดาลใจจากเชื้อราและแบคทีเรีย Matthew Pava ผู้จัดการโครงการในสำนักงานเทคโนโลยีชีวภาพของ DARPA กล่าวกับ Popular Mechanics นอกจากนี้ ยังมีการพิจารณาแนวทางที่ใช้เอนไซม์และวัสดุเซรามิกด้วย เป้าหมายสูงสุดคือการนำ BRACE เข้าไป “ในรอยแตกร้าวและช่องว่างของคอนกรีตเก่าเพื่อเริ่มการซ่อมแซม จากนั้นจึงคงอยู่เพื่อรักษารอยแตกร้าวเพิ่มเติมที่ปรากฏขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป”

คอนกรีตเป็นสภาพแวดล้อมทางชีวภาพที่ท้าทาย Pava กล่าวว่า มันเป็นด่างในระดับสูงและมีคุณสมบัติเหมือนน้ำยาทำความสะอาดท่อ และมีสารประกอบอินทรีย์ เช่น โปรตีน เพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่ช่วยดำรงชีวิตอยู่ ในทางกลับกัน คอนกรีตยังมีไมโครไบโอมเฉพาะของตัวเองด้วย

แม้ว่าจะยังเร็วเกินไปที่จะบอกว่าคอนกรีตชนิดใหม่จะนำไปใช้ในเขตการสู้รบได้หรือไม่ แต่ DARPA ระบุว่าโครงสร้างขนาดใหญ่ เช่น ไซโลขีปนาวุธ ท่าเทียบเรือ และถนนยุทธวิธี อาจได้รับประโยชน์จากเทคโนโลยีใหม่นี้

คาดว่าโครงการ BRACE จะใช้เวลาดำเนินการ 4.5 ปี โดยเกี่ยวข้องกับห้องปฏิบัติการหลายแห่งและผู้รับเหมาทางทหารที่มีแนวทางที่แตกต่างกันในการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตคอนกรีตใหม่ๆ

เวียด (ที่มา: PopMech)

แหล่งที่มา