Μια επαναστατική καινοτομία στον τομέα των δομικών υλικών παρουσίασε πρόσφατα μια επιστημονική ομάδα με επικεφαλής τη μηχανικό Congrui Grace Jin από το Texas A&M University: σκυρόδεμα που επουλώνει από μόνο του τις ρωγμές του, αξιοποιώντας τη δύναμη των συνθετικών λειχήνων. Η συγκεκριμένη εξέλιξη μπορεί να αλλάξει δραστικά τον τρόπο με τον οποίο κατανοούμε τη μακροβιότητα και τη συντήρηση των κατασκευών.
Το σκυρόδεμα αποτελεί ένα από τα πιο διαδεδομένα και χρήσιμα υλικά στον κατασκευαστικό κλάδο, ωστόσο παρουσιάζει μια βασική αδυναμία: τη χαμηλή αντοχή σε εφελκυσμό. Αυτό το χαρακτηριστικό το καθιστά ευάλωτο στη δημιουργία ρωγμών όταν εκτίθεται σε μηχανικές πιέσεις ή περιβαλλοντικές συνθήκες. Εδώ και δεκαετίες, οι επιστήμονες προσπαθούν να αντιμετωπίσουν αυτό το πρόβλημα μέσω "έξυπνων" ή αυτοεπιδιορθούμενων τεχνολογιών, κυρίως με τη χρήση βακτηρίων. Όμως, αυτές οι μέθοδοι συχνά απαιτούν ανθρώπινη παρέμβαση και εξωτερική παροχή θρεπτικών συστατικών.
Η προσέγγιση της Jin και της ερευνητικής της ομάδας, η οποία δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Materials Today Communications, ξεπερνά αυτά τα εμπόδια, ενσωματώνοντας ένα πλήρως αυτόνομο, φωτοτροπικό-ετερότροφο σύστημα. Συγκεκριμένα, οι επιστήμονες δημιούργησαν μια συνθετική λειχήνα – έναν συμβιωτικό συνδυασμό κυανοβακτηρίων και νηματώδους μύκητα. Τα κυανοβακτήρια απορροφούν διοξείδιο του άνθρακα και άζωτο από την ατμόσφαιρα, ενώ ο μύκητας έλκει ιονισμένο ασβέστιο και ενισχύει τη δημιουργία ανθρακικού ασβεστίου – του ίδιου υλικού που σχηματίζει τα κελύφη των αυγών, των κοραλλιών και των θαλάσσιων οργανισμών.
Κατά τη διάρκεια των εργαστηριακών δοκιμών, αυτή η συνθετική λειχήνα κατάφερε να επουλώσει μικρορωγμές στο σκυρόδεμα αποθέτοντας ανθρακικό ασβέστιο, ουσιαστικά «κολλώντας» τα σημεία φθοράς και εμποδίζοντας την περαιτέρω εξάπλωση των ρωγμών. Η μέθοδος αυτή παραπέμπει στην αυτοεπιδιορθούμενη τεχνική των Ρωμαίων, η οποία βασιζόταν σε χημικές αντιδράσεις για την παραγωγή ανθρακικού ασβεστίου – μόνο που τώρα η διαδικασία αυτή ενεργοποιείται από μικροοργανισμούς.
Το βασικό πλεονέκτημα αυτής της τεχνολογίας σε σχέση με τις υπάρχουσες είναι η πλήρης αυτονομία της. Ενώ οι βακτηριακές λύσεις απαιτούν εξωτερική τροφοδότηση με θρεπτικά υλικά – πολλές φορές μέσω ψεκασμού από ανθρώπους – η λειχήνα αυτή δεν χρειάζεται φροντίδα: λειτουργεί συνεχώς και αυτόνομα, χρησιμοποιώντας τους φυσικούς πόρους της ατμόσφαιρας.
Οι επιστήμονες δηλώνουν πως τα ευρήματά τους ανοίγουν τον δρόμο για τη δημιουργία πιο βιώσιμων και μακρόβιων κατασκευών, οι οποίες θα απαιτούν λιγότερη συντήρηση και θα έχουν μειωμένο κόστος επισκευών. Όπως σημειώνουν, η επόμενη φάση της έρευνάς τους θα επικεντρωθεί στη μελέτη της απόδοσης της λειχήνας σε ήδη υπάρχουσες και μεγαλύτερες ρωγμές, προκειμένου να αξιολογηθεί πλήρως η πρακτική της εφαρμογή σε πραγματικές συνθήκες.
[via]
