Нов бетон абсорбира 142% повече CO₂, а използва 68% по-малко

Бетонът, който се смята за основа на цивилизацията, се превърна и в една от причините за климатичната криза: производството му представлява 9% от световните емисии на парникови газове.

Основният виновник за замърсяването е циментът, чието производство отделя огромни количества CO₂.

Изследователи от университета на Пенсилвания са разработили нов вид бетон, базиран на специален компонент от черупките на микроскопични водорасли.

Този бетон е способен да абсорбира 142% повече въглероден диоксид от традиционните смеси, като същевременно остава здрав и лек.

Материалът съчетава 3D печат, екологични компоненти и геометрия, вдъхновена от природата. Вместо обичайните пълнители, към сместа се добавя диатомит – поресто вещество, получено от вкаменелите черупки на микроскопични водорасли.

Поради структурата си, той активно улавя CO₂ от въздуха.

Основната тайна е във формата.

Учените са били вдъхновени от тройно периодичните минимални повърхности (TPMS) – естествени структури, открити в корали, морски звезди и кости.

Тези гладки и непрекъснати структури увеличават повърхността и осигуряват висока якост с минимално използване на материали. Използвайки метода на полиедричната графична статика, изследователите са анализирали разпределението на силите в тези форми и са създали подобни дизайни.

Те остават стабилни при натиск, дори при стръмни надвеси и големи кухини.

Инженерите също така са подсилили конструкцията с опъващи кабели, за да поддържат стабилност на натиск, без да добавят тегло към конструкцията.

След дигитално моделиране, бетонът е отпечатан на 3D принтер слой по слой. Използвано е специално разработено „мастило“.

Полученият материал е запазил 90% от якостта на конвенционалните бетонни блокове, като същевременно е изисквал 68% по-малко материал и е осигурявал 32% повече абсорбция на CO₂ на единица цимент.

Екипът вече мащабира технологията за архитектура, от фасадни панели и стени до морски конструкции.

Благодарение на своята порьозност и устойчивост на вода, новият бетон може да се използва за възстановяване на коралови рифове и създаване на изкуствени екосистеми.

Това открива възможности не само за строителство, но и за екологично възстановяване.

Освен това, изследователите обмислят замяната на цимента с алтернативни свързващи вещества, включително магнезий и алкално-активирани съединения.

Това ще намали допълнително въглеродния отпечатък, правейки материала устойчив и екологичен, пише InterestingEngineering.