Во последно време многу се пишува и се зборува, а уште повеќе се работи за да се замени стариот добар цемент со нешто друго. Клинкерот (од кој се добива цемент со мелење и рафинирање) се пече во ротациони печки на температура од 1450 стешени Целзиусови, што е повисока од температурата на која се топи железото. Се подразбира дека за да се достигне толку висока температура потребно е гориво (нафта, гас), дека од ова гориво се произведува јаглерод диоксид и се разбира, се троши многу енергија. Накратко, за производство на еден тон цемент, потребно е да се искористат околу 3,3 GJ (920 kWh) топлинска енергија и да се испуштат околу 800 kg јаглерод диоксид во воздухот. Бидејќи нешто постојано се гради насекаде низ светот, најмногу со употреба на цемент, не треба да нè чуди што 7,1% од емисиите на CO2 доаѓаат од неговото производство.
Но, тука е решението. Во списанието Matter се појави научниот труд „Colonial sandcastle-inspired нискојаглеродни градежни материјали“, чиј наслов кажува се: инспирирани од еден вид морски црв (sandcastle worm или, систематски, Phragmatopoma californica), тие направиле нов тип на бетон. Се нарекува nLCBM/± (градежен материјал со ниска содржина на јаглерод на природна база).
Да почнеме со морскиот црв Phragmatopoma californica. Карактеристично за овие морски животни е што градат колонии така што цврсто се поврзуваат едни со други со лепак. Овој природен лепак го привлекува вниманието на научниците, кои долго време не разбираа како и зошто се лепи. И тука е одговорот. Лепилото се состои од неколку катјонски и анјонски протеини. Ова значи дека некои молекули (оние од катјонски протеини) се наполнети со позитивен полнеж, а други (оние од анјонски протеини) со негативен полнеж. Затоа, молекулите се привлекуваат едни со други, а за да се направи врската уште посилна, протеинските молекули се исто така поврзани со водородни врски.
Авторите на споменатиот труд направиле нешто слично, вештачки материјал инспириран од природниот („colonial sandcastle-inspired“). Тоа се два природни полимери, полисахариди.
Првиот полимер доаѓа од алги. Тоа е натриум алгинат. Вториот полимер, хитозанот, доаѓа од морските ракови – бидејќи хитозанот се произведува од хитин, а овој од ракови. Молекулите на алгинат се негативно наелектризирани, а на хитозанот позитивно наелектризирани (оттука и ± во името на новиот градежен материјал). Со цел да се зајакне активноста на хитозанот, научниците ги конвертираа амино групите -NH2 на неговата молекула во групи -N(CH3)3+. (Групите -NH2 се позитивно наелектризирани само во кисела средина бидејќи се менуваат во -NH3+.)
Потоа сè оди како и обично: растворот од двата споменати полимери се меша со кремен песок, смесата се истура во калап, а потоа се суши два дена. Механичките својства на nLCBM/± зависат од пропорцијата на врзива и од концентрацијата на сол (NaCl) и водородни јони (pH). Најдобриот бетон бил добиен, како што може да се очекува, со најголем дел од врзивно средство (9%), при ниски концентрации на сол (помалку од 0,3 mol/L или 18 g/L) и во услови кои не се ниту премногу кисели, ниту премногу алкални. (pH = 3 – 11). Под најдобри услови, постигната е висока јачина на притисок (17 MPa), со модул на еластичност од 400 MPa и цврстина на истегнување од околу 14 MPa, што значи дека во однос на механичките својства може да се спореди со силикатен бетон (компресивен јачина 10-45 MPa).
Бидејќи во подготовката на ова врзивно средство не се пече ништо, јасно е дека е поеколошки од обичниот силикатен цемент. Но, тоа не е се. За разлика од бетонот, nLCBM/± може да се рециклира – и тоа многу лесно. Доволно е да го здробиме и да го измешаме со вода. По два часа стоење, прашокот од бетонски блок се претвора во малтер, од кој повторно може да се добијат блокови, со леење и сушење. И оваа постапка може да трае бесконечно, бидејќи механичките својства на градежниот материјал не се губат за време на неа.
(Bug.hr)
(фото: Flickr)
