Bioconcrete คอนกรีตรักษารอยแตกร้าวเองได้

คอนกรีต ภายนอกอาจดูแข็งแรง และทนทาน แต่ทว่าเมื่อเวลาผ่านไปก็อาจเสื่อมโทรมลงได้ตามกาลเวลา จึงพบรอยแตกร้าวตามผนังอาคารอยู่บ่อยครั้ง จึงจำเป็นต้องมีการบำรุงรักษาอยู่บ่อยครั้ง การพัฒนาคอนกรีตที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้จึงเป็นแนวทางแก้ปัญหาที่ดี ช่วยลดความจำเป็นในการดูแล การซ่อมแซมและการบำรุงรักษาโครงสร้างต่าง ๆ ที่ทำจากคอนกรีตลงไปได้มาก

นักวิจัยคณะวิศวกรรมศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเดร็กเชล ได้พัฒนานวัตกรรมใหม่ที่เรียกว่า “ไบโอไฟเบอร์ (BioFiber)” ตัวช่วยที่จะทำให้คอนกรีตสามารถรักษาและซ่อมแซมตัวเองเพื่อปกปิดรอยร้าวได้เองโดยอัตโนมัติ ซึ่งไบโอไฟเบอร์ จะใช้สปอร์ของแบคทีเรีย (Bacteria spore) ที่ตกตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนตเพื่อปิดผนึกรอยแตกร้าว

ไบโอไฟเบอร์ คือเส้นใยโพลีเมอร์ที่เคลือบด้วยชั้นไฮโดรเจลที่มีเอนโดสปอร์ ซึ่งเป็นแบคทีเรียรูปแบบหนึ่งที่มีความทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง และสามารถฟื้นคืนชีพเองได้เมื่อสภาพแวดล้อมมีความสบายมากขึ้น

คอนกรีตไบโอไฟเบอร์ สามารถนำมาใช้ได้เหมือนคอนกรีตชนิดอื่น ๆ เพียงแต่คุณสมบัติพิเศษที่ซ่อนอยู่จะปรากฏในภายหลังเมื่อคอนกรีตเกิดการแตกร้าว โดยเมื่อไบโอไฟเบอร์โดนน้ำ ไฮโดรเจลจะขยายตัวและหลุดออกจากเปลือกที่เคลือบอยู่และดันขึ้นสู่พื้นผิวคอนกรีต ขั้นตอนนี้จะเปรียบเสมือนแบคทีเรียที่หลับใหลอยู่ถูกปลุกให้ตื่นขึ้นมา และแบคทีเรียเหล่านี้จะกินคาร์บอนและแคลเซียมจากคอนกรีตที่อยู่รอบตัว จากนั้นจะผลิตแคลเซียมคาร์บอเนตที่เป็นวัสดุประสานช่วยเติมเต็มและอุดรอยแตกร้าว

การพัฒนาครั้งนี้เป็นความพยายามในการปรับปรุงวัสดุก่อสร้างโดยใช้แรงบันดาลใจจากธรรมชาติ ซึ่งไบโอไฟเบอร์สามารถซ่อมแซมรอยแตกร้าวได้ภายในเวลาเพียง 1-2 วัน โดยความท้าทายของการวิจัยครั้งนี้นอกจากการพัฒนาคอนกรีตซ่อมแซมตัวเองได้ให้เต็มไปด้วยแบคทีเรีย คือการรักษาจุลินทรีย์เหล่านั้นให้คงอยู่ได้ในระยะยาว ซึ่งการใช้เอนโดสปอร์ที่ห่อหุ้มอยู่ในไฮโดรเจลใต้เปลือกโพลีเมอร์จึงเป็นสิ่งที่ตอบโจทย์