Sviluppate fibre polimeriche multifunzionali ispirate alla natura (chiamate BioFiber) per fornire agenti bio-autoriparanti nei materiali cementizi.
Solo 1-2 giorni per riparare crepe e fratture
(Rinnovabili.it) – Il calcestruzzo autoriparante non è certo una novità. Negli ultimi anni sono emersi diversi progetti in grado di regalare l’autoguarigione al materiale numero uno dell’edilizia. E oggi sappiamo con certezza che la prima miscela in grado di riparare i propri danni strutturali risale addirittura agli antichi romani. Ma la ricerca non si ferma e l’ultimo nuovo risultato raggiunto in questo senso arriva dalla statunitense Drexel University, in Pennsylvania. Qui un gruppo di scienziati ha sviluppato speciali “fibre” multifunzionali che utilizzano microbi per chiudere le crepe formatesi con il tempo o in seguito a danneggiamento.
I ricercatori hanno ripreso e ottimizzato un innovativo meccanismo di auto riparazione autonomo utilizzato in materiali tecnici come i compositi cementizi, che consiste nell’impiegare la precipitazione del carbonato di calcio indotta da batteri. Nel dettaglio il carbonato – prodotto metabolico di molti microrganismi – può reagire con gli ioni calcio per formare carbonato di calcio. I cristalli di quest’ultimo imitano le caratteristiche del conglomerato riempiendo gli spazi vuoti generati da crepe o fratture. Il problema principale con questo approccio? Le condizioni del calcestruzzo non sono ideali per la sopravvivenza dei batteri.
Le biofibre del nuovo calcestruzzo autoriparante
Per assicurare una buona attività microbica il team ha creato una sorta di sistema vascolare. Il calcestruzzo autoriparante dell’università di Dexter incorpora speciali fibre polimeriche ispirate alla natura – chiamate BioFiber – dotate di una triplice funzione: autoriparazione autonoma, controllo della crescita delle crepe e reattività ai danni.
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Le biofibre sono costituite da un nucleo in fibra portante, rivestito da idrogel carico di endospore (le strutture con cui alcuni batteri sopravvivono a condizioni ambientali sfavorevoli). Il tutto chiuso in un guscio polimerico sensibile ai danni. Uno dei punti del nuovo calcestruzzo autoriparante con batteri consiste nell’aver migliorato la risposta meccanica. Ma il vero “superpotere” si attiva solo in caso di danneggiamento. Quando l’acqua penetra nella crepa raggiungendo le biofibre, l’idrogel si espande uscendo dal guscio e portando in superficie le endospore. Il processo “risveglia” i batteri, portando alla produzione di carbonato di calcio. Secondo gli scienziati il tempo di guarigione del loro cemento autoriparante dovrebbe essere di 1-2 giorni. I risultati della ricerca sono stati pubblicati su Construction and Building Materials (testo in inglese).
