研究人员发现一种真菌可以帮助混凝土修复自身
研究人员正在寻找真菌,以帮助为摇摇欲坠的基础设施提供解决方案,并取得了可喜的成果。
快速浏览一下用于建造房屋、道路、桥梁、人行道和其他基础设施的大量混凝土,就会发现,在出现裂缝之前,不需要太长时间,如果不加以控制,就会破坏这些结构的完整性。一个小裂缝可以将水进一步输送到混凝土中,最终会到达材料内部的钢筋,导致腐蚀、减弱甚至可能失败。考虑到美国许多基础设施的老化特性,我们可能很快就会发现大量的建筑需要大量的维修或完全的重建,这两者都是昂贵而漫长的过程。
然而,宾汉姆顿大学的研究人员可能已经找到了一种可行的解决方案,以减轻这种对我们现代奇迹材料的破坏,这多亏了最不了解的生物王国之一,至少是普通的外行——真菌。尽管真菌是我们称之为家的这个小星球上最多产的角色之一,但一些真菌学家估计,地球上一半的物种都是真菌,我们现在只是在寻找真菌能为我们提供正确的条件。然而,来自宾汉姆顿大学助理教授的最新研究表明,我们也许能够将某些类型的真菌用于治疗我们的一些开裂的混凝土基础设施。
这个想法最初是受到人类身体的神奇能力的启发,可以治愈自己的伤口、擦伤和骨折。对于受损的皮肤和组织,宿主将吸收能够产生新的替代物的营养物质来修复受损的部分。- - - - -宾厄姆顿大学。
由Jin领导的研究小组探索了一些不同的真菌,作为潜在的被纳入混凝土的潜在候选物,作为一个休眠的自我修复功能,并且发现至少有一个可以让编织破裂的混凝土重新组合在一起。
一种被称为Trichoderma reesei的真菌在从混凝土中溶解的氢氧化钙(Ca(OH)2)产生的高pH环境中发芽生长良好,并在其菌丝上沉淀方解石晶体。这种自然的过程可以使真菌用碳酸钙填充混凝土的裂缝,本质上是将其重新编织在一起,作为一种以生物为基础的自愈剂。
在混合过程中,真菌孢子和营养物质将被放置在混凝土基质中。当裂解发生时,水和氧气会进入。如果有足够的水和氧气,休眠的真菌孢子会发芽、生长和沉淀碳酸钙来愈合裂纹。
当裂缝完全被填满,最终没有更多的水或氧气进入室内时,真菌就会再次形成孢子。随着环境条件在后期变得有利,孢子可能再次被唤醒。”——金
在混凝土中使用真菌将其转化为以生物为基础的自愈版本的研究还处于起步阶段,研究人员还需要研究最大的问题,“在混凝土的恶劣环境中,真菌的生存能力”,在商业解决方案实现之前。该研究小组在《建筑与建筑材料》杂志上发表了最初的研究成果,标题为“真菌与混凝土的相互作用:对基于生物的自愈混凝土的重要性”。
编辑:徐洁
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