ბეტონი ბრწყინვალე და უნივერსალური მასალაა, მაგრამ გარკვეული შეზღუდვები მასაც აქვს. ერთ-ერთი უდიდესი პრობლემა, რომლის გადაჭრასაც მასალების მეცნიერები ცდილობენ, არის მისი სიმყიფისთვის გამოსავლის პოვნა. ბეტონს ძლიერ მაღალი დაჭიმვის სიმტკიცე არ აქვს, რაც იმას ნიშნავს, რომ დაძაბულობის შემთხვევაში, ის დაბზარვისკენაა მიდრეკილი.
ამ ხარვეზის გამოსწორების ერთ-ერთი გზა იქნებოდა ისეთი ბეტონის შექმნა, რომელიც საკუთარ ნაბზარებს თავად ამოავსებდა; ახალი მეთოდი შეიძლება სწორედ ეს პანაცეა იყოს. ტეხასის A&M უნივერსიტეტის ჯგუფმა მექანიკური ინჟინრის, კონგრუი გრეის ჯინის ხელმძღვანელობით შეიმუშავა ბეტონი, რომელიც ნაბზარებს თავადვე ავსებს და ამისათვის სინთეზური ლიქენის ძალას იყენებს.
მკვლევართა განცხადებით, ვინაიდან ახალი მეთოდი მთლიანად თვითკმარია, გაუმჯობესებულია თვითაღდგენადი „ცოცხალი“ ბეტონის შექმნის წინა მცდელობა, რომელიც ბაქტერიების გამოყენებით შექმნეს.
„სამ ათეულ წელიწადზე მეტია, ვრცლად იკვლევენ მიკრობების საშუალებით თვითაღდგენად ბეტონს. თუმცა, მას მაინც აქვს ერთი მნიშვნელოვანი შეზღუდვა — არცერთი ამჟამინდელი თვითაღდგენადი მიდგომა არ არის სრულად ავტონომიური, რადგან საჭიროა აღდგენის აგენტების საკვები ნივთიერებებით გარედან მომარაგება, რათა მუდმივად მოხდეს აღდგენის მასალების გამომუშავება“, — განმარტავს ჯინი.
მაგალითად, მიდგომა, რომელიც ბაქტერიებს იყენებს, საჭიროებს ადამიანებს, რომ ხელით მიასხურონ საკვები ნივთიერებები, რათა ამ ორგანიზმებმა მუშაობა დაიწყონ და დამსკდარი ბეტონი აღადგინონ. ჯინმა და მისმა კოლეგებმა ამ მიმართულებით ერთი ნაბიჯით წინ წაიწიეს.
ლიქენები ცალკე ორგანიზმები არ არიან; ისინი ობლიგატური მუტუალიზმის მაგალითები არიან — სიმბიოზური პარტნიორობის სოკოებსა და ციანობაქტერიებს ან წყალმცენარეებს შორის. მკვლევრებმა შექმნეს სპეციალური ლიქენი, რისთვისაც გამოიყენეს ციანობაქტერიები, რომლებიც ატმოსფეროდან ნახშირორჟანგსა და აზოტს შთანთქავენ (ფიქსაცია) და ძაფოვანი სოკო, რომელიც იონიზებულ კალციუმს იზიდავს და ხელს უწყობს დიდი ოდენობით კალციუმის კარბონატის დალექვას — სწორედ ამ მასალისგან შედგება კვერცხის ნაჭუჭი, ზღვის ნიჟარები, მარჯნის რიფები და ცარცი.
ლაბორატორიულ ტესტებში, ასეთმა ლიქენებმა დიდი ოდენობით კალციუმის ჰიდროკარბონატი გამოიმუშავეს და ბეტონის ბზარების აღდგენა შეძლეს — შეაწებეს და შეაჩერეს ბზარების კიდევ უფრო გავრცელება. იდეაში, ეს მეთოდი დიდად არ განსხვავდება ძველრომაული თვითაღდგენადი ბეტონისგან, რომელიც ქიმიური რეაქციების გამოყენებით წარმოქმნიდა კალციუმის კარბონატს და ასე აღადგენდა ბეტონს.
ბაქტერიული მიდგომისგან განსხვავებით, ლიქენებს კვება არ სჭირდებათ — ისინი უბრალოდ, თავისთვის არიან და საქმეს აკეთებენ, არ საჭიროებენ ადამიანის ჩარევას. ამ მეთოდს შესწავლა კიდევ ესაჭიროება და მკვლევრების შემდეგი გეგმაა, შეამოწმონ, როგორ აღადგენენ ლიქენები უკვე არსებულ ბზარებს. ნებისმიერ შემთხვევაში, ეს მეთოდი მნიშვნელოვნად გააუმჯობესებს ბეტონის სიცოცხლის ხანგრძლივობას.
„შედეგები წარმოაჩენს ბეტონის თვითაღდგენის სტაბილური ფოტოტროფულ-ჯეტეროტროფული სისტემის შექმნის პოტენციალს. ჩანს, რამდენად მნიშვნელოვანი ორი სახეობის შესაძლებლობათა ერთდროულად გამოყენება და რაც მთავარია, ამას არ სჭირდება საკვებით გარედან მომარაგება“, — წერენ მკვლევრები.
კვლევა Materials Today Communications-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია engineering.tamu.edu-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.