matDrial NEWS & EVENT

Bioconcrete คอนกรีตมีชีวิต ที่รักษารอยแตกร้าวของตัวเองได้

พบกับช่วงใหม่ของเรากับ mat D rial ที่จะมาแนะนำวัสดุคิดค้นใหม่ๆ หรือผลิตภัณฑ์เจ๋งๆ มาให้ผู้อ่านทุกท่านได้รู้จักกัน เริ่มการทักทายครั้งแรกนี้เราขอแนะนำของที่มีอยู่ทั่วไปใกล้ตัวเราแต่ไม่ธรรมดา เพราะมันสามารถรักษาเยียวยาตัวมันเองได้ ลดการผลิตวัสดุเข้ามาซ่อมแซมด้วยความรู้วิทยาการทางวิทยาศาสตร์ เพื่อให้เข้ากับ concept ประจำเดือนนี้ การประหยัดพลังงาน หันมาใช้ทรัพยากรให้เกิดประโยชน์และส่งผลกระทบกับธรรมชาติให้น้อยที่สุด กับ Eco living ของเรา1

(ภาพจาก http://www.i4u.com/2015/05/91279/new-self-healing-concrete-uses-bacteria)

หากเรากำลังจะบอกคุณว่ากำแพงตามบ้านของคุณที่มักจะเกิดรอยแตกร้าวจากการใช้งาน สามารถซ่อมแซมรอยแตกของตัวเองได้ คงจะเป็นเรื่องที่ฟังดูเหลือเชื่อเกินจริงใช่มั้ยครับ แต่ในวันนี้เรามีนวัตกรรมวัสดุก่อสร้างที่ทำสิ่งนั้นให้เป็นจริงได้กับ Bioconcrete หรือ ชีวะคอนกรีต ผลงานการวิจัยจากมหาวิทยาลัย Delft University of Technology ประเทศเนเธอร์แลนด์ ที่เล็งเห็นว่า คอนกรีตเป็นวัสดุก่อสร้างที่มีการใช้งานก่อสร้างอย่างแพร่หลายและยาวนานนับพันปี แต่ข้อเสียของคอนกรีตคือมักจะมีรอยแตกร้าวเกิดขั้นได้เสมอ ที่ไม่ว่าจะระมัดระวังในการผสมเนื้อคอนกรีตขนาดไหน ก็อาจจะเกิดปัญหารอยแตกด้วยปัจจัยอื่นๆ สภาพแวดล้อม สภาพอากาศ อุณหภูมิภายนอก ต้องใช้เหล็กเส้นข้าไปเสริมความแข็งแรง ป้องกันรอยแตกร้าวขยายใหญ่ขึ้นจนไปสร้างความเสียหายใหญ่ต่ออาคาร และอุตสาหกรรมการผลิตปูนซีเมนต์ขึ้นมาใช้งานเป็นหนึ่งในหนึ่งในอุตสาหกรรมที่ก่อให้เกิดมลพิษมากอันดับต้นๆ ด้วยพลังงานเผาไหม้ถ่านหินโรงไฟฟ้า3 2

(ภาพจาก http://edition.cnn.com/2015/05/14/tech/bioconcrete-delft-jonkers/index.html)

นี่จึงเป็นเหตุให้สองนักวิทยาศาสตร์ Henk Jonkers นักจุลชีววิทยาและ Eric Schlangen ที่มีความเชี่ยวชาญในการพัฒนาคอนกรีตช่วยกันพยายามคิดค้นวัสดุซีเมนต์ทางเลือก สร้างวัสดุก่อสร้างที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมออกมาเป็น Bioconcrete จุดประสงค์เพื่อการลดการผลิตซีเมนต์มาซ่อมแซมความเสียหายและเป็นอันตรายกับธรรมชาติน้อยลงเท่าที่เป็นไปได้
Bioconcrete เป็นคอนกรีตที่ดูภายนอกก็คล้ายกับคอนกรีตทั่วๆไป แต่ภายในมีส่วนผสมพิเศษเป็นแบคทีเรียหัวใจสำคัญที่เรียกว่า ” Healing Agent “ ใส่ลงไปละลายเป็นส่วนผสมในการสร้างคอนกรีตเพื่อเป็นตัวช่วยในการสมานแผลเยียวยาตัวเอง โดยการฟื้นฟูตัวเองจะเกิดขึ้นได้เมื่อคอนกรีตสัมผัสกับน้ำเข้าไปทำปฏิกิริยาภายใน
วัสดุก่อสร้างที่น่ามหัศจรรย์นี้มันเริ่มขึ้นในระหว่างการทดลอง นักวิทยาศาตร์ทั้งสองได้ลองผสมแบคทีเรียผสมเข้าไปคอนกรีตและหลังจากนั้น 1 เดือนพวกเขาพบว่าสปอร์ของเชื้อแบคทีเรียที่ยังคงมีชีวิตอยู่ได้ในคอนกรีต พวกเค้าจึงค้นคว้าลงไปมากขึ้นในการเสาะหาแบคทีเรียมีชีวิตอยู่ได้ในคอนกรีตที่มีความกระด้างอยู่ภายในสูง และมีความสามารถคงทนอยู่ได้นานหลายปี จนมาเจอกับ แบคทีเรีย Bacillus มารับตำแหน่งในการทำภารกิจนี้ แบคทีเรีย Bacillus มีการเจริญเติบโตและสร้างสปอร์ได้อย่างดีในสภาวะด่าง ทั้งยังมีค่าพลังความอึดระดับสูง มีชีวิตอยู่ได้โดยไม่ต้องการอาหารหรือน้ำนานกว่าสิบปี

4 5

(ภาพจาก http://edition.cnn.com/2015/05/14/tech/bioconcrete-delft-jonkers/index.html)

และเพื่อให้การซ่อมแซมคอนกรีตเกิดขึ้นได้เอง แบคทีเรีย Bacillus จำเป็นต้องใช้อาหารเพื่อผลิตหินปูนมาใช้เป็นวัสดุช่วยในการคืนสภาพให้กับคอนกรีต แต่เดิมที่แบคทีเรียกินน้ำตาลเป็นอาหารหลัก ก็จำเป็นต้องเปลี่ยนประเภทเป็นสารอาหารชนิดอื่น เพราะเมื่อน้ำตาลเข้าผสมเข้ากับเนื้อคอนกรีต จะทำให้เนื้อคอนกรีตอ่อนนุ่มลง เปราะ แตกหักได้ง่ายขึ้น แหล่งพลังงานอาหารแบบใหม่สำหรับแบคทีเรียจึงมาตกลงที่ Calcium Lactate ( ส่วนประกอบของนม) ด้วยการจับแบคทีเรีย Bacillus และ Calcium Lactate ทั้งคู่เข้าไปไว้ในแคปซูลพลาสติกที่ย่อยสลายได้เองตามธรรมชาติ กระบวนการเริ่มต้นด้วยการผสมแคปซูลเข้ากับคอนกรีตผสมเปียก แล้วนำไปก่อสร้างอาคารได้ตามปกติ การรักษาซ่อมแซมตัวเองจะเกิดขึ้นเมื่อคอนกรีตมีรอยแตกร้าว เราจะใช้น้ำผ่านแทรกซึมเข้าไปสลายแคปซูลออกให้สารภายในแตกตัว แล้วแบคทีเรียที่ยังมีชีวิตอยู่ก็จะเริ่มทำงาน ขยายพันธุ์ออกเป็นจำนวนมาก เพื่อทำหน้าที่ในการซ่อมแซมรอยแตกร้าวของคอนกรีตได้ราวกับเป็นสิ่งมีชีวิตที่สมานแผลตัวเอง6

(ภาพจาก http://edition.cnn.com/2015/05/14/tech/bioconcrete-delft-jonkers/index.html)

7

(ภาพจาก http://syndebio.com/bio-concrete/)

จากการทอลองในห้องปฏิบัติการเล็กๆ เริ่มต้นสมานแผลคอนกรีตแตกร้าวความกว้างแค่ 0.5 มิลลิเมตร ออกมาสู่การทดลองกับสถาปัตยกรรมของจริงกลางแจ้ง ซึ่งก็ได้ผลลัทธ์ที่น่าพอใจ และพวกเค้าสองนักค้นคว้ายังไม่หยุดยั้งในการพัฒนาเพื่อลดค่าใช้จ่ายราคาแพงจากการต้องเคลือบแคปซูลอนุภาคแบคทีเรีย การลดต้นทุนส่วนนี้ได้จะทำให้สามารถผลิตคอนกรีตชีวะ Bioconcrete เข้าสู่อุตสาหกรรมการก่อสร้างได้อย่างแพร่หลายมากขึ้น

8

(ภาพจาก http://syndebio.com/bio-concrete/)

นี่คือวัสดุที่ผสมผสานระหว่างธรรมชาติกับวัสดุก่อสร้างเอาไว้ด้วยกันอย่างลงตัว ด้วยการสร้างคุณสมบัติทางชีวภาพในการรักษาตนเองลงในวัสดุก่อสร้างอย่างคอนกรีต และมันจะเป็นก้าวที่สำคัญสู่ยุคสมัยใหม่ในการนำธรรมชาติมาผนวกรวมกับวิทยาความรู้ใหม่ในการสร้างอาคารชีวภาพ biological buildings ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมต่อไป

Comments

comments

0 comments on “Bioconcrete คอนกรีตมีชีวิต ที่รักษารอยแตกร้าวของตัวเองได้

Leave a Reply

%d bloggers like this: