بتنی که خود را ترمیم می کند

به گزارش اقتصاد نیوز به نقل از ایسنا، بتن یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی در دنیا است، به گونه‌ای که بر اساس آمارها سالانه بیش از 30 میلیون تن بتن در دنیا تولید و مصرف می‌شود. استحکام فشاری بالا، مقاومت در برابر آتش و در دسترس بودن از مهمترین خصوصیات بتن به شمار می‌آید، اگرچه معایب و نواقصی نیز در کاربرد و تولید آن وجود دارد.

بر این اساس در سال‌های اخیر محققان این حوزه تلاش کردند تا با بهره‌گیری از فناوری نانو نواقص موجود را برطرف کنند که از آن جمله می‌توان به تحقیقات دانشگاه علوم پزشکی شیراز اشاره کرد که با همکاری پژوهشگران دانشگاه اکلند نیوزیلند به تولید بتن با خاصیت خودترمیم شوندگی دست یافتند.

دکتر علیرضا ابراهیمی نژاد، عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی شیراز، ایجاد و رشد ترک در بتن را یکی از معایب بتن دانست و گفت: بر این اساس با هدف ارائه روشی جهت مقابله با اشاعه ترک در بتن‌ها مطالعاتی را با دانشگاه اکلند کشور نیوزیلند اجرایی کردیم.

وی افزود: هنگامی‌ که ترکی در بتن مسلح ایجاد شود، محیط خورنده اطراف از طریق این ترک به درون آن راه پیدا کرده و خوردگی شدید در میلگردهای فولادی نهفته در بتن را به همراه دارد که بر اساس این امر عمر بتن کاهش چشمگیری خواهد داشت.

ابراهیمی‌نژاد اضافه کرد: بر این اساس در این طرح ما با به‌کارگیری یک نوع باکتری و نانو ذرات آهن در ساختار بتن، در آن خاصیت خود ترمیم ‌شوندگی ایجاد کردیم.

این محقق با بیان اینکه استفاده از نتایج این طرح موجب صرفه‌جویی چشمگیر در مصرف بتن و هزینه‌های تولید می‌شود، خاطر نشان کرد: از سوی دیگر به دلیل اینکه تولید بتن یک فرایند آلاینده است، کاهش تولید آن کاهش آلودگی زیست‌محیطی را نیز در پی خواهد داشت.

ابراهیمی‌نژاد با اشاره به چگونگی عملکرد باکتری‌ها در ترمیم ترک‌های بتن، توضیح داد:‌ ما در ساختار بتن از باکتری باسیلوس بهره بردیم. این باکتری‌ها با توانایی رسوب‌دهی کلسیم کربنات، امکان ترمیم ترک‌های به وجود آمده در بتن را فراهم می‌کنند.

وی در عین حال اضافه کرد: اما اگر این باکتری‌ها بدون محافظ در ساختار بتن وجود داشته باشند، ممکن است در حین فرایند آماده‌سازی یا پخت بتن از بین رفته یا کارایی خود را از دست بدهند، از این ‌رو، در طرح حاضر ما با استفاده از نانوذرات اکسید آهن پوشش محافظی را برای این باکتری‌ها ایجاد کردیم تا از آسیب‌های حین آماده‌سازی بتن در امان بمانند.

این محقق با اشاره به نتایج به دست آمده، یادآور شد: بر اساس نتایج و تصاویر به‌ دست‌ آمده، نانو ذرات اکسید آهن سنتز شده اندازه‌ای بین 12 تا 18 نانومتر داشته و درصد بالایی از باکتری‌ها را پوشانده‌اند. حضور این باکتری‌ها در ساختار بتن موجب شد تا ترک‌های بتن ظرف یک ماه به‌ صورت کامل ترمیم شود و جذب آب بتن 26 درصد کاهش یابد که خود بیانگر ترمیم خلل و فرج موجود در بتن است.

بر اساس اعلام ستاد نانو، این طرح از سوی علیرضا ابراهیمی نژاد و دکتر یونس قاسمی از اعضای هیأت دانشگاه علوم پزشکی شیراز، دکتر مصطفی سیفان، دکتر علی خواجه سامانی و دکتر آیدین برنجیان محققانی از کشورهای استرالیا و نیوزلند اجرایی و نتایج آن در مجله‌ Applied microbiology and biotechnology با ضریب تأثیر 3.340 منتشر شد.