자가 치유 콘크리트는 2시간 안에 자체 균열을 메우기 위해 CO24를 소비합니다.

콘크리트는 막대한 탄소 발자국을 가지고 있으므로 성능을 높이고 더 오래 지속할 수 있는 기술은 환경에 큰 이점을 줄 수 있습니다. 이로 인해 자체적으로 균열을 복구할 수 있는 자가 치유 콘크리트가 개발되었으며 과학자들은 이제 인간 혈액에서 발견되는 효소를 사용하는 흥미로운 새로운 형태를 시연했습니다.

콘크리트에 생긴 작은 균열은 구조물의 구조적 무결성에 즉각적인 문제를 제기하지 않을 수 있지만 물이 침투하고 파열이 확산되면 강도가 크게 저하될 수 있습니다. 자가 치유 콘크리트의 아이디어는 균열이 아직 작을 때 이 과정에 개입하여 재료를 밀봉하여 치명적인 붕괴뿐만 아니라 비용이 많이 드는 유지 보수 또는 구조물의 완전한 교체를 방지하는 것입니다.

이 연구 분야는 수년에 걸쳐 모든 종류의 흥미로운 잠재적 솔루션을 제시했습니다. 자체 패키지 버전을 보았습니다. 규산나트륨 치료제, 박테리아를 특징으로 하는 것 특수 접착제 생산 이 갈라진 틈과 다른 균열을 엮어 곰팡이로 틈을 메우다. 유망한 Worcester Polytechnic Institute의 과학자들은 저렴하고 훨씬 더 효율적인 솔루션이라고 생각하는 것을 생각해 냈습니다.

팀은 인체에서 영감을 얻었습니다. 더 구체적으로 말하자면, 탄산 탈수 효소(CA)라고 하는 적혈구의 효소가 세포에서 혈류로 CO2를 빠르게 옮길 수 있는 방식에서 비롯됩니다.

연구 저자인 Nima Rahbar는 "우리는 가장 빠른 CO2 이동을 유발하는 것이 무엇인지 알아보기 위해 자연을 조사했습니다. 이것이 바로 CA 효소입니다."라고 말했습니다. "우리 몸의 효소는 놀랍도록 빠르게 반응하기 때문에 콘크리트 구조물을 수리하고 강화하는 효율적인 메커니즘으로 사용할 수 있습니다."

연구팀은 재료를 섞고 붓기 전에 콘크리트 가루에 CA효소를 첨가해 사용하도록 했다. 콘크리트에 작은 균열이 발생하면 효소가 공기 중의 CO2와 상호작용하여 탄산칼슘 결정을 생성하여 콘크리트의 특성을 모방하여 균열을 신속히 메운다.

테스트를 통해 과학자들은 도핑된 콘크리트가 24시간 이내에 자체 밀리미터 규모의 균열을 수리할 수 있음을 입증했습니다. 팀은 이것이 더 비싸고 훨씬 더 작은 균열을 치유하는 데 최대 한 달이 걸릴 수 있는 자가 치유를 위해 박테리아를 사용했던 일부 이전 기술에 대한 현저한 개선이라고 말합니다.

콘크리트가 흡수하는 CO2의 양은 거대한 계획, 재료의 실제 환경 잠재력은 잠재적 수명에 있습니다. Rahbar는 이러한 유형의 자가 치유 기술이 구조물의 수명을 20년에서 80년으로 연장하여 악명 높은 탄소 집약적 공정에서 대체 콘크리트를 생산할 필요성을 줄일 수 있다고 예측합니다.

"이미 사용 중인 기존 콘크리트를 치유하는 것도 매우 유익하며 환경에 막대한 영향을 미치는 추가 콘크리트를 생산하고 운송할 필요성을 줄이는 데 도움이 될 것입니다."라고 Rahbar는 말합니다.

이 연구는 저널에 발표되었습니다 오늘 Applied Materials, 아래 비디오는 자가 치유 콘크리트가 작동하는 모습을 보여줍니다.