Cimentul a fost mult timp considerat unul dintre cele mai banale, dar esențiale materiale de construcție. Gri și rezistent, îl regăsim peste tot în orașe – în drumuri, clădiri sau statui. Acum însă, oamenii de știință au descoperit o metodă de a crea un „ciment viu”, capabil să stocheze energie, scrie IFL Science.
O echipă de cercetători de la Universitatea Aarhus și Universitatea Chongqing Jiaotong a reușit să integreze bacteria Shewanella oneidensis în ciment întărit, obținând ceea ce numește un „hibrid microbian-ciment”. Acest material viu nu doar susține clădirile, ci poate funcționa și ca un sistem de stocare reîncărcabilă a energiei – o descoperire ce deschide perspectiva unor orașe unde materialele de construcție ar putea deveni, în același timp, și surse de energie.
„Am combinat structura cu funcționalitatea”, a declarat Qi Luo, coordonatorul echipei. „Rezultatul este un material nou, care poate suporta greutăți, dar și stoca energie – și care își poate regăsi performanța atunci când primește nutrienți.”
Cum funcționează cimentul viu
Procesul a fost realizat prin adăugarea de sulfat de sodiu în ciment, urmată de introducerea bacteriei dizolvate în apă sterilă deionizată. Pasta obținută a fost turnată în forme și lăsată să se întărească timp de 24 de ore la temperatura camerei.
Bacteria S. oneidensis este un microorganism electroactiv, adică are abilitatea de a transfera electroni, comportându-se ca un conductor biologic. Amestecată cu cimentul, ea creează o rețea care gestionează sarcinile electrice. Rezultatul? Un material cu o densitate energetică de 178,7 Wh/kg – suficient pentru ca un singur kilogram de ciment să aprindă până la 44 de becuri LED.
După 10.000 de cicluri de încărcare și descărcare, cimentul păstra 85% din capacitatea inițială, confirmând potențialul de utilizare pe termen lung. Și, spre deosebire de bateriile clasice care se degradează ireversibil, bacteriile pot fi „hrănite” prin microcanale încorporate în ciment, revenind la viață cu până la 80% din capacitatea inițială. Această regenerare îl face o alternativă durabilă și prietenoasă cu mediul, fără metale grele toxice.
Rezistență și aplicații viitoare
Testele au arătat că cimentul viu funcționează într-un interval larg de temperaturi – de la -15°C până la 33°C –, ceea ce îl face potrivit pentru medii variate, de la zone reci până la centre urbane.
„Nu vorbim doar de un experiment de laborator”, a subliniat Qi Luo. „Ne imaginăm această tehnologie integrată în clădiri reale – în pereți, fundații sau poduri – unde ar putea completa surse de energie regenerabilă, precum panourile solare, prin stocarea energiei local. Gândiți-vă la o cameră construită cu ciment infuzat cu bacterii: chiar și la o densitate modestă de 5 Wh/kg, pereții ar putea stoca aproximativ 10 kWh – suficient pentru a alimenta un server timp de o zi întreagă.”
Totuși, tehnologia nu este încă pregătită pentru utilizare la scară largă. Alcalinitatea naturală a cimentului îngreunează supraviețuirea microbilor, iar performanța microorganismelor electroactive este sensibilă la condițiile de mediu. În timp, bacteriile pot slăbi sau își pot pierde funcționalitatea.
Cercetătorii iau în calcul soluții precum dezvoltarea unor tulpini microbiene mai rezistente și ajustarea porozității cimentului pentru a îmbunătăți fluxul de nutrienți.
Studiul a fost publicat în revista Cell Reports Physical Science.
Ştiri video recomandate
