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據(jù)外媒報(bào)道，混凝土有著大量的碳足跡，因此提高其性能并使其更持久的技術(shù)可能對(duì)環(huán)境有深遠(yuǎn)的好處。為此，這帶來(lái)了自我修復(fù)混凝土的發(fā)展，據(jù)悉這種混凝土可以修復(fù)自身的裂縫?，F(xiàn)在，科學(xué)家們展示了這種材料的一種令人興奮的新形式，其利用的是人類血液中的一種酶。
混凝土中形成的微小裂縫可能不會(huì)立即對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的完整性構(gòu)成問(wèn)題，但隨著水的滲入、裂縫的擴(kuò)散就會(huì)損害建筑的強(qiáng)度。自修復(fù)混凝土的理念是在裂縫還很小的時(shí)候就介入這一過(guò)程，它可以將材料密封起來(lái)，這樣做不僅可以防止災(zāi)難性的倒塌還可以防止昂貴的維護(hù)或結(jié)構(gòu)的完全更換。
多年來(lái)，這一研究領(lǐng)域已經(jīng)出現(xiàn)了各種潛在的解決方案。我們已經(jīng)看到了自己包裝水玻璃愈合劑的版本，一種以細(xì)菌生產(chǎn)特殊膠水來(lái)粘合這些裂縫為特征，另一種則用真菌來(lái)填補(bǔ)裂縫。盡管前景看好，但伍斯特理工學(xué)院的科學(xué)家們想出了一種他們認(rèn)為更便宜甚至更有效的解決方案。
該團(tuán)隊(duì)從人體中尋找靈感，更具體地說(shuō)，是由于紅細(xì)胞中一種叫做碳酸酐酶(CA)的酶能迅速將細(xì)胞內(nèi)的二氧化碳轉(zhuǎn)移到血液中。
研究作者Nima Rahbar表示：“我們從自然界中尋找觸發(fā)二氧化碳轉(zhuǎn)移快的因素，那就是CA酶。”“由于我們體內(nèi)的酶反應(yīng)速度驚人，它們可以作為一種修復(fù)和加固混凝土結(jié)構(gòu)的有效機(jī)制。”
為此，該團(tuán)隊(duì)將CA酶添加到混凝土粉中然后再混合和澆鑄。當(dāng)混凝土中形成一個(gè)小裂縫時(shí)，這種酶能跟空氣中的二氧化碳相互作用產(chǎn)生碳酸鈣晶體，碳酸鈣晶體模仿混凝土的特性并迅速填滿裂縫。
通過(guò)測(cè)試，科學(xué)家們證明了他們的摻雜混凝土可以在24小時(shí)內(nèi)修復(fù)其毫米級(jí)的裂縫。該團(tuán)隊(duì)表示，這是對(duì)之前使用細(xì)菌進(jìn)行自我愈合的技術(shù)的一個(gè)顯著改進(jìn)，后者顯然更加昂貴，甚至需要長(zhǎng)達(dá)一個(gè)月的時(shí)間來(lái)愈合更小的裂縫。
雖然從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，混凝土吸收的二氧化碳量可能微不足道，但這種材料真正的環(huán)境潛力在于其潛在的壽命。Rahbar預(yù)測(cè)，這種自愈技術(shù)可以將結(jié)構(gòu)的壽命從20年延長(zhǎng)到80年，這減少了生產(chǎn)替代混凝土的需要，而這是一個(gè)眾所周知的碳密集型過(guò)程。
Rahbar說(shuō)道：“修復(fù)傳統(tǒng)混凝土同樣也非常有益，這將有助于減少生產(chǎn)和運(yùn)輸額外混凝土的需要，這對(duì)環(huán)境有著巨大的影響。”
(原標(biāo)題：科學(xué)家開(kāi)發(fā)出能在24小時(shí)內(nèi)修復(fù)自身裂縫的混凝土)
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