Chế tạo thành công loại bê tông "sống", có thể tự làm lành vết nứt

Một nhóm các nhà khoa học quốc tế vừa tạo ra bước đột phá trong việc phát triển bê tông có khả năng tự chữa lành như vết thương trên da người. Đây là công trình nghiên cứu của Tiến sĩ Congrui Grace Jin, trong đó thiệu công nghệ bê tông tự phục hồi nhờ vi sinh vật, hứa hẹn cách mạng hóa ngành công nghiệp xây dựng trên toàn thế giới.

Bê tông - vật liệu phổ biến trong các công trình từ nhà ở đến cầu đường - thường xuất hiện vết nứt theo thời gian. Những khe nứt dù nhỏ cũng cho phép nước và không khí thấm vào, gây ảnh hưởng đến cốt thép bên trong. Việc sửa chữa không chỉ tốn kém mà còn tiềm ẩn rủi ro, đặc biệt với các công trình hạ tầng quan trọng.

Trong ba thập kỷ qua, nhiều nghiên cứu đã thử nghiệm vi khuẩn để “tự động hóa” quá trình khắc phục những vết nứt trên bê tông. "Nhưng tất cả phương pháp hiện có đều không thực sự tự chủ vì phải bổ sung chất dinh dưỡng từ bên ngoài", TS. Jin nhấn mạnh.

Nhóm nghiên cứu đã tìm cảm hứng từ địa y - loài sinh vật cộng sinh giữa nấm và tảo lam có thể tồn tại chỉ nhờ không khí, ánh sáng và nước. Họ tạo ra phiên bản nhân tạo kết hợp tảo lam diazotrophic (hấp thụ CO₂ và nitơ từ không khí) với nấm sợi (giúp thu thập ion canxi tạo khoáng CaCO₃ lấp đầy vết nứt).

Ba cặp vi sinh vật được thử nghiệm gồm:

• Trichoderma reesei + Anabaena inaequalis
• T. reesei + Nostoc punctiforme
• T. reesei đồng nuôi cấy cả hai loài tảo

Kết quả thí nghiệm cho thấy các cặp vi sinh phát triển mạnh trong môi trường chỉ có không khí và ánh sáng, không cần bổ sung dinh dưỡng. Quan trọng hơn, chúng tạo được CaCO₃ ngay trong mẫu bê tông thực tế.

Điểm đột phá của công nghệ này nằm ở khả năng tự vận hành hoàn toàn, không cần can thiệp con người. Trong tương lai, điều này có thể giảm đáng kể chi phí kiểm tra và bảo trì công trình.

TS. Jin đang phối hợp với các nhà khoa học xã hội tại Đại học Texas A&M (Hoa Kỳ) để đánh giá hiệu quả ứng dụng thực tế của vật liệu "sống", đồng thời giải quyết các vấn đề đạo đức và pháp lý phát sinh. Nghiên cứu được tài trợ bởi chương trình Young Faculty Award của DARPA, đánh dấu sự kết hợp thú vị giữa sinh học và kỹ thuật để giải quyết bài toán toàn cầu trong lĩnh vực xây dựng.