讓張拉索膜結(jié)構(gòu)帶您了解科研中的自愈水泥
見(jiàn)過(guò)皮膚被劃傷可以自愈
見(jiàn)過(guò)樹(shù)斷了還能再長(zhǎng)出新枝來(lái)
可你聽(tīng)說(shuō)過(guò)
膜結(jié)構(gòu)混凝土開(kāi)裂了能自愈的么？
科技真是改變?nèi)祟?lèi)啊
由混凝土制成的建筑物或者路面等結(jié)構(gòu)
可以奇跡般的自我密封
并充分修復(fù)由張力引起的開(kāi)裂
這種想都不敢想的技術(shù)竟然被開(kāi)發(fā)了出來(lái)
這在幾年前似乎是一個(gè)烏托邦式的科技
被微生物學(xué)家亨德里克·瓊克斯Hendrik“Henk”Marius Jonkers（50）
成功發(fā)明了出來(lái)
并且即將成為現(xiàn)實(shí)
他的愿景是開(kāi)發(fā)一種仿生方法
達(dá)到能夠提高混凝土抗拉強(qiáng)度和環(huán)保性能
荷蘭的研究人員在Jonkers的帶領(lǐng)下
幾年前開(kāi)始研發(fā)這項(xiàng)
能夠改變未來(lái)的生物混凝土
他們利用石灰石中生長(zhǎng)的細(xì)菌可以在
混凝土結(jié)構(gòu)中生存長(zhǎng)達(dá)200年的特性
當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷時(shí)“喚醒”這些細(xì)菌
使其能夠愈合裂縫等損傷
在歐洲
混凝土占70％的基礎(chǔ)設(shè)施材料用比
而Jonkers的這項(xiàng)突破性創(chuàng)新有望
大大降低混凝土生產(chǎn)和維護(hù)的成本
同時(shí)抑制二氧化碳排放
由于其杰出的發(fā)明
Jonkers被評(píng)選為“研究”類(lèi)別的
“年度歐洲發(fā)明家獎(jiǎng)”的決賽入圍者
歐洲專(zhuān)利局（EPO）于6月11日
在巴黎舉行頒獎(jiǎng)儀式
頒發(fā)了第十屆年度獎(jiǎng)
歐洲發(fā)明家總裁
貝蒂斯蒂利(Beno?tBattistelli)表示：
“亨德里克·瓊克斯(HendrikJonkers)的
細(xì)菌混凝土延長(zhǎng)了橋梁
街道路面和隧道的使用壽命
為開(kāi)展專(zhuān)項(xiàng)生產(chǎn)提供了全新視角
這個(gè)前瞻性的創(chuàng)新是
微生物學(xué)和土木工程的成功組合
這兩個(gè)科學(xué)
在外人看來(lái)這這簡(jiǎn)直是兩個(gè)相距甚遠(yuǎn)的領(lǐng)域
沒(méi)人能夠想到
微生物學(xué)能夠改變土木工程?！?/span>
Jonkers的這項(xiàng)技術(shù)利用的是自然的再生屬性
研究始于荷蘭格羅寧根大學(xué)的海洋生物學(xué)研究
1999年9月Jonkers完成博士后
他開(kāi)始集中精力開(kāi)展細(xì)菌行為觀察工作
當(dāng)時(shí)Jonkers在海洋微生物學(xué)研究所
作為馬克斯·普朗克的研究助理工作
他首先試驗(yàn)了生產(chǎn)石灰石的細(xì)菌
而后生物學(xué)中對(duì)自愈章魚(yú)觸手
和一些自愈能力強(qiáng)大的植物的研究
創(chuàng)造出新的生物與分支為Jonkers發(fā)明靈感
之后2006年他作為細(xì)菌行為專(zhuān)家
在代爾夫特理工大學(xué)土木工程與地球科學(xué)學(xué)院繼續(xù)工作
Jonkers在代爾夫特的研究議程
側(cè)重于尋找天然生物自愈性質(zhì)轉(zhuǎn)化
并融入造建筑材料混凝土的解決方案
為了治愈混凝土中的裂縫
Jonkers選擇了能夠在生物學(xué)基礎(chǔ)上
生產(chǎn)石灰石的細(xì)菌（Bacillus pseudo fi rmus和B. cohnii）
該物質(zhì)的積極副作用是：
細(xì)菌消耗氧氣
從而防止鋼筋混凝土的內(nèi)部腐蝕
同時(shí)，細(xì)菌不會(huì)對(duì)人體健康構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)
因?yàn)樗鼈冎荒茉诨炷羶?nèi)的堿性條件下生存
基于這些發(fā)現(xiàn)
Jonkers和他的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了
三種不同的細(xì)菌混合物：
自愈混凝土，修復(fù)砂漿和液體修復(fù)系統(tǒng)
在自愈混凝土中
施工過(guò)程中細(xì)菌可以完美融入進(jìn)混凝土
同時(shí)僅在混凝土元件發(fā)生急劇損壞時(shí)
才發(fā)起修復(fù)砂漿和液體系統(tǒng)
自愈混凝土是三種變體中最復(fù)雜的
細(xì)菌孢子被包封在二至四毫米寬的粘土顆粒中
并加入到具有隔離能力的氮
磷和營(yíng)養(yǎng)劑的水泥混合物中
這種創(chuàng)新的方法確保細(xì)菌在混凝土中
能夠保持長(zhǎng)達(dá)200年的休眠狀態(tài)
只有當(dāng)水滲入裂縫時(shí)細(xì)菌
與水分接觸時(shí)才會(huì)出發(fā)修復(fù)能力
而非在混合水泥的過(guò)程中
該變體非常適合使用在
暴露于風(fēng)化的混凝土結(jié)構(gòu)中
以及難以進(jìn)入維修的結(jié)構(gòu)部分
因此，有了這種細(xì)菌的混凝土結(jié)構(gòu)
可以消除昂貴且復(fù)雜的手動(dòng)維修的需要
近年來(lái)
細(xì)菌混凝土在荷蘭布雷達(dá)的專(zhuān)用測(cè)試大樓中
進(jìn)行各種外部條件參雜下的耐久性試驗(yàn)
同時(shí)計(jì)劃今年將自愈材料推入市場(chǎng)中
Jonkers的發(fā)明有可能顯著降低橋梁
隧道和擋土墻的維護(hù)費(fèi)用
根據(jù)目前的測(cè)試計(jì)算歐盟每年
只需花費(fèi)4至60億歐元的維修費(fèi)用
而且Jonkers還正在開(kāi)展研究
更新型的替代細(xì)菌包埋技術(shù)
與目前的顆粒涂層方法相比
這種技術(shù)可以將細(xì)菌混凝土的
生產(chǎn)成本降低50％
在歐洲常規(guī)混凝土的生產(chǎn)成本
達(dá)到每立方米80歐元
而一立方米的自修復(fù)混凝土的成本
將在85美元至100歐元之間
雖然比起傳統(tǒng)混凝土貴了一點(diǎn)
但在建筑物的整個(gè)生命周期內(nèi)
維修和更換成本顯著降低
這種整體成本最低的投資將在
短時(shí)間內(nèi)發(fā)揮出他的經(jīng)濟(jì)效益張拉膜
