Chế tạo thành công bê tông sinh học có thể tự chữa lành vết nứt bằng vi khuẩn.

Giáo sư vi sinh vật Henk Jonkers tại Đại học công nghệ Delft, Hà Lan vừa phát minh ra một loại bê tông có khả năng tự chữa lành các vết nứt nhờ vi khuẩn. Theo đó, các loại vi khuẩn sẽ được “đóng gói” cùng thức ăn và trộn sẵn vào bê tông trong quá trình xây dựng. Khi vết nứt xuất hiện, vi khuẩn sẽ thức dậy, ăn và thải ra một chất kết dính để vá các vết nứt. Jonkers cho rằng cách làm này sẽ giúp tuổi thọ của các công trình cao hơn nhiều thập kỷ so với bình thường.

Bê tông đã được con người sử dụng từ hàng nghìn năm qua như một loại vật liệu xây dựng chủ yếu và từ đó đến nay, các nhà nghiên cứu luôn tìm cách giúp bê tông bền hơn nhằm nâng cao tuổi thọ của công trình. Tuy nhiên, vẫn còn một vấn đề cố hữu mà chưa có biện pháp giải quyết cụ thể: các vết nứt sau thời gian sử dụng. Có nhiều nguyên nhân dẫn tới các vết nứt trong kết cấu bê tông, thường là do áp lực khi phải “mang vác” tải trọng quá lớn và xung động trong quá trình sử dụng. Một số lực tác động từ thiên nhiên cũng là một trong những nguyên nhân khiến cho bê tông bị nứt ra. Dù sao đi nữa, đây thật sự là một yếu tố dẫn khiến cho độ an toàn của công trình xây dựng bị sụt giảm nghiêm trọng (ở trong một tòa nhà bị nứt thì không khỏi lo lắng nó có thể sập bất kỳ lúc nào!)

Và trong khi người ta chưa thể tìm được cách khắc phục triệt để căn nguyên của những vết nứt, giáo sư sinh vật Jonkers đã đề xuất loại một loại bê tông có thể tự “hàn gắn” các vết nứt chỉ nhờ vào vi khuẩn và nước mưa. Cụ thể, những loại vi khuẩn Bacillus và/hoặc Sporosarcina sẽ được cho ngủ đông và đóng gói trong những hạt rất nhỏ, tương tự như bột trắng, mịn và bổ sung vào kết cấu bê tông trong quá trình xây dựng. Chúng sẽ được đóng gói cùng với thức ăn là canxi lactat.

Khi các vết nứt xuất hiện trên kết cấu công trình, những viên siêu nhỏ sẽ vỡ ra, nước xâm nhập vào và vi khuẩn bị đánh thức. Khi đó chúng bắt đầu “ăn thức ăn” đã dự trữ sẵn. Kết quả là chúng sẽ thải ra hợp chất đá vôi cứng, lấp vào các vết nứt và ngăn chặn nước tiếp cận phá hủy cấu trúc công trình (nước có thể khiến bộ khung sắt thép bị gỉ sét). Theo giáo sư Jonkers, phần lớn các công trình có tuổi thọ vào khoảng 20-30 thì chủng vi khuẩn này có thể ngủ yên trong 200 năm mà không cần thức ăn. Do đó, cách làm này có thể kéo dài tuổi thọ của công trình xây dựng thêm nhiều thập kỷ so với bình thường.

Một nhóm nghiên cứu khác đến từ Anh Quốc cũng đề xuất cách làm tương tự, nghĩa là dùng vi khuẩn như một loại keo hoặc thạch cao để hàn các vết nứt của bê tông. Tuy nhiên, cách làm của giáo sư Jonkers là tích hợp sẵn vào cấu trúc công trình và việc hàn gắn sẽ diễn ra tự động. Hiện tại, ông và nhóm đang dùng phương pháp này để xây dựng một trạm cứu hộ chữa bệnh ngoài đời thật. Qua thử nghiệm, tòa nhà đã có thể tự chữa lành các vết nứt một cách nhanh chóng khi vết nứt xuất hiện. Giáo sư Jonkers hy vọng rằng cách làm của ông có thể được áp dụng rộng rãi, tạo nên những công trình bền vững với thời gian bằng bê tông sinh học, có thể tự chữa lành mà không cần sự can thiệp của con người.

Giáo sư Henk Jonkers và loại bê tông tự chữa lành vết nứt bằng vi khuẩn

Vi khuẩn ngủ đông sẽ được “đóng gói” cùng thức ăn của nó và trộn sẵn vào bê tông khi quá trình xây dựng

Hình ảnh trong thử nghiệm, vết nứt xuất hiện trên cấu trúc bê tông

Đây là vết nứt sau 28 ngày

Và sau 56 ngày, việc hàn gắn cơ bản đã hoàn thành

Vi khuẩn có thể ngủ đông suốt 200 năm mà không cần thức ăn, khi vết nứt xuất hiện thì nó cũng được đánh thức để hoạt động

2 loại vi khuẩn được sử dụng là Bacillus và/hoặc Sporosarcina với khả năng tồn tại trong nhiều năm mà không cần nước và oxy.

Tham khảo CNN, Gizmodo