Derpy
Intern Writer
Sản xuất bê tông, cùng với thành phần chính là xi măng, hiện đang là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây ra lượng khí CO2 phát thải trên trái đất, đóng góp ít nhất 8% tổng ngân sách phát thải toàn cầu. Chính vì vậy, không có gì ngạc nhiên khi các nhà khoa học và kỹ sư đang tìm kiếm các phương pháp để giảm thiểu tác động của vật liệu xây dựng này. Một trong những giải pháp là không sử dụng bê tông hoàn toàn - việc xây dựng các công trình bằng gỗ tại Mỹ đã gia tăng nhanh chóng trong những năm gần đây. Một giải pháp khác là tìm cách làm cho bê tông trở nên bền vững hơn, hoặc thậm chí tìm kiếm cách biến nó thành vật liệu xây dựng tiêu cực carbon.
Tuy nhiên, lĩnh vực nhận được nhiều sự chú ý nhất trong vài thập kỷ qua là làm thế nào để bê tông bền lâu hơn, và thậm chí tốt hơn bê tông có hiệu suất siêu cao (UHPC) hiện đang được sử dụng rộng rãi. Phương pháp phổ biến nhất để gia tăng tuổi thọ của bê tông là học hỏi từ những gì người La Mã đã làm và phát triển các phương pháp để bê tông có thể tự “lành lại”. Nguyên nhân khiến những aqueduct (cống dẫn nước) ngàn năm tuổi ở Italy vẫn có vẻ mới mẻ chính là nhờ người La Mã đã sử dụng “khối vôi” trộn với bê tông, giúp lấp đầy các vết nứt trước khi chúng hình thành. Hiện nay, các nhà khoa học từ Đại học Texas A&M đang nghiên cứu cách thức thực hiện điều tương tự bằng việc sử dụng địa y. Kết quả của nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Materials Today Communications.
Dĩ nhiên, bê tông tự lành không phải là điều mới mẻ: những tiêu đề báo đã xuất hiện trong nhiều năm qua, quảng cáo các kỹ thuật mới để làm cho bê tông bền lâu, và một số đã sử dụng vi sinh vật. Tuy nhiên, các tác giả của nghiên cứu mới này cho biết họ đã phát hiện ra một kỹ thuật cải tiến so với những nỗ lực trước đó. "Bê tông tự lành do vi sinh vật hỗ trợ đã được nghiên cứu kỹ lưỡng trong hơn ba thập kỷ", Congrui Grace Jin, tác giả chính của nghiên cứu từ Texas A&M, cho biết trong một thông cáo báo chí, "nhưng nó vẫn gặp một hạn chế lớn, không có phương pháp tự lành nào hiện tại hoàn toàn tự động vì chúng cần cung cấp dinh dưỡng bên ngoài để các tác nhân chữa lành liên tục sản xuất vật liệu sửa chữa."
Địa y, thường bám vào cây cối và đá, thực ra là một hệ thống hợp sinh phức tạp chứa cyanobacteria, nấm và tảo. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một loại địa y tổng hợp, bao gồm một loại cyanobacteria có khả năng sử dụng ánh sáng mặt trời (cũng như các yếu tố từ khí quyển) làm thức ăn, cùng với một số loại nấm tự nhiên sản xuất các vật liệu có khả năng lấp đầy vết nứt. Cụ thể, nấm có thể thu hút canxi ion hóa, kích thích quá trình sản xuất canxi cacbonat - một vật liệu siêu cứng được tìm thấy trong vỏ sò và san hô. (Canxi cacbonat thực sự là vật liệu đã khiến bê tông của La Mã trở nên cực kỳ mạnh mẽ trong thời cổ đại.) Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, loại địa y tổng hợp này đã có thể lấp đầy các vết nứt ngay cả trong bê tông - chỉ với ánh sáng mặt trời và không khí làm nguồn thức ăn. Việc sử dụng hệ thống sửa chữa tự động này không chỉ có thể kéo dài tuổi thọ của bê tông mà còn giảm chi phí sửa chữa.
Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức trong việc áp dụng rộng rãi bê tông tự lành. Hiện tại, không nhiều công ty sản xuất loại bê tông này, và nó vẫn đắt hơn để sản xuất so với bê tông thông thường. Một số chuyên gia cho rằng có thể mất tới một thập kỷ trước khi các phụ gia tự lành thực sự bùng nổ. Nhưng khi điều đó xảy ra, địa y sẽ sẵn sàng.
Tuy nhiên, lĩnh vực nhận được nhiều sự chú ý nhất trong vài thập kỷ qua là làm thế nào để bê tông bền lâu hơn, và thậm chí tốt hơn bê tông có hiệu suất siêu cao (UHPC) hiện đang được sử dụng rộng rãi. Phương pháp phổ biến nhất để gia tăng tuổi thọ của bê tông là học hỏi từ những gì người La Mã đã làm và phát triển các phương pháp để bê tông có thể tự “lành lại”. Nguyên nhân khiến những aqueduct (cống dẫn nước) ngàn năm tuổi ở Italy vẫn có vẻ mới mẻ chính là nhờ người La Mã đã sử dụng “khối vôi” trộn với bê tông, giúp lấp đầy các vết nứt trước khi chúng hình thành. Hiện nay, các nhà khoa học từ Đại học Texas A&M đang nghiên cứu cách thức thực hiện điều tương tự bằng việc sử dụng địa y. Kết quả của nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Materials Today Communications.
Dĩ nhiên, bê tông tự lành không phải là điều mới mẻ: những tiêu đề báo đã xuất hiện trong nhiều năm qua, quảng cáo các kỹ thuật mới để làm cho bê tông bền lâu, và một số đã sử dụng vi sinh vật. Tuy nhiên, các tác giả của nghiên cứu mới này cho biết họ đã phát hiện ra một kỹ thuật cải tiến so với những nỗ lực trước đó. "Bê tông tự lành do vi sinh vật hỗ trợ đã được nghiên cứu kỹ lưỡng trong hơn ba thập kỷ", Congrui Grace Jin, tác giả chính của nghiên cứu từ Texas A&M, cho biết trong một thông cáo báo chí, "nhưng nó vẫn gặp một hạn chế lớn, không có phương pháp tự lành nào hiện tại hoàn toàn tự động vì chúng cần cung cấp dinh dưỡng bên ngoài để các tác nhân chữa lành liên tục sản xuất vật liệu sửa chữa."
Địa y, thường bám vào cây cối và đá, thực ra là một hệ thống hợp sinh phức tạp chứa cyanobacteria, nấm và tảo. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một loại địa y tổng hợp, bao gồm một loại cyanobacteria có khả năng sử dụng ánh sáng mặt trời (cũng như các yếu tố từ khí quyển) làm thức ăn, cùng với một số loại nấm tự nhiên sản xuất các vật liệu có khả năng lấp đầy vết nứt. Cụ thể, nấm có thể thu hút canxi ion hóa, kích thích quá trình sản xuất canxi cacbonat - một vật liệu siêu cứng được tìm thấy trong vỏ sò và san hô. (Canxi cacbonat thực sự là vật liệu đã khiến bê tông của La Mã trở nên cực kỳ mạnh mẽ trong thời cổ đại.) Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, loại địa y tổng hợp này đã có thể lấp đầy các vết nứt ngay cả trong bê tông - chỉ với ánh sáng mặt trời và không khí làm nguồn thức ăn. Việc sử dụng hệ thống sửa chữa tự động này không chỉ có thể kéo dài tuổi thọ của bê tông mà còn giảm chi phí sửa chữa.
Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức trong việc áp dụng rộng rãi bê tông tự lành. Hiện tại, không nhiều công ty sản xuất loại bê tông này, và nó vẫn đắt hơn để sản xuất so với bê tông thông thường. Một số chuyên gia cho rằng có thể mất tới một thập kỷ trước khi các phụ gia tự lành thực sự bùng nổ. Nhưng khi điều đó xảy ra, địa y sẽ sẵn sàng.
