Proizvodnja betona proizvodi oko 8% globalnih godišnjih emisija CO2, pa istraživači traže održivije alternative. Tim Univerziteta Purdue sintetizovao je biomimetički cement inspirisan ostrigama i dodao polimer iz te smeše u komercijalni beton. U laboratorijskim testovima dobiveni materijal je pokazao do 10x veću čvrstoću, udvostručenje pritisne čvrstoće i kraće vreme očvršćavanja. Recept je patentiran, ali su potrebna dalja testiranja pre šire primene.
Ostrige Umesto Cementa? Prirodni 'Ostrigin' Cement Može Učiniti Beton Jačim i Ekološkijim
Oysters produce an organic compound that helps them bind together underwater.
Beton je svuda oko nas — i to predstavlja veliki problem. Proizvodnja ovog osnovnog građevinskog materijala odgovorna je za oko 8% godišnjih globalnih emisija ugljen-dioksida, što ga čini jednim od najvećih pojedinačnih izvora emisija. Zbog toga istraživači traže održivije sastojke i inovativne zamene za standardni cement.
Među neobičnim predlozima našli su se talog kafe, bakterije i čak reciklirane pelene. Ipak, inženjeri sa Univerziteta Purdue iz Indijane okrenuli su se prirodi — tačnije, ostrigama. Nedavna studija objavljena u časopisu Chemistry of Materials pokazuje da bi sastojci koje proizvode školjke mogli biti alternativa cementu.
„Ostrige stvaraju prirodni cement koji koriste da se pričvrste jedne za druge kada grade grebene“, kaže hemičar i koautor studije Jonathan Wilker. Wilker dugi niz godina istražuje kako ostrige postižu izuzetnu čvrstoću spojeva i kako ovo ponašanje mogu da imitiraju u laboratoriji.
Istraživači su utvrdili da ostrige proizvode anorganski spoj kalcijum-karbonat (praktično kreč), ali da sam po sebi nije naročito lepljiv. Ključ je u malim količinama organskih komponenti — među njima fosforilovani proteini — koji omogućavaju da se delovi povežu i održe i pod vodom.
Nakon analize hemijskog sastava ostriginog cementa, tim je sintetizovao biomimetičku verziju u laboratoriji. Kao eksperimentalni materijal koristili su pločice od krečnjačkog kamena čiji je kalcijum-karbonat sličan onom iz školjki. Slaganjem i lepljenjem tih pločica pomoću nove smeše, u većini testova pločice su pucale pre nego što bi popustila sama veza — pokazatelj veće adhezije.
Najznačajniji korak bio je dodavanje polimera iz sintetičkog ostriginog cementa u komercijalni beton. Rezultati laboratorijskih ispitivanja su impresivni: materijal je u pojedinim testovima pokazao do 10 puta veću čvrstoću, dok je pritisna (kompresiona) čvrstoća bila udvostručena, uz kraće vreme očvršćavanja.
Recept je trenutno zaštićen patentom i tim sa Purdue-a nastavlja dalje provere i optimizacije. Wilker ističe i potencijalnu ekološku prednost: mnogi komercijalni adhezivi i lepkovi prave se od organskih jedinjenja dobijenih iz nafte, dok biomimetičke formulacije mogu umanjiti zavisnost od fosilnih sirovina.
„Većina lepka koje vidite u prodavnicama je izrađena od organskih jedinjenja dobijenih iz nafte. Mnogo toga možemo naučiti iz prirode,“ kaže Wilker.
Iako su rezultati obećavajući, istraživanje je još u ranoj fazi: potrebne su veće serije ispitivanja, analiza troškova proizvodnje i procena dugoročne izdržljivosti u realnim uslovima gradnje. Ukoliko se potvrdi, takva rešenja mogu doprineti smanjenju ugljeničnog otiska građevinske industrije i otvaranju novih, održivijih tehnologija za vezivanje i ojačavanje betona.
Pomozite nam da budemo bolji.
