p Pesquisadores do Worcester Polytechnic Institute (WPI) estão usando uma enzima encontrada nas células vermelhas do sangue para criar concreto autocurativo quatro vezes mais durável do que o concreto tradicional, estendendo a vida útil de estruturas baseadas em concreto e eliminando a necessidade de reparos ou substituições caras. O trabalho, publicado no jornal revisado por pares Materiais Aplicados Hoje , usa uma enzima que reage automaticamente com o dióxido de carbono atmosférico (CO ₂ ) para criar cristais de carbonato de cálcio, que imitam concreto na estrutura, força, e outras propriedades, e podem preencher rachaduras antes que causem problemas estruturais. p "O uso global de concreto é onipresente, "disse Nima Rahbar, professor associado de Engenharia Civil e Ambiental e autor principal do artigo. O concreto é o material de construção feito pelo homem mais amplamente utilizado no mundo:é um componente crítico em tudo, desde pontes a edifícios altos, casas de família, calçadas, e garagens de estacionamento. Mas o concreto é quebradiço e sujeito a rachaduras devido à exposição à água, mudanças térmicas, estresse, sal de estrada, falhas no design, e outros fatores que podem levar à perda de integridade estrutural e à necessidade de reparos ou substituições dispendiosos.

p "Se pequenas rachaduras pudessem ser reparadas automaticamente quando começarem, eles não se transformarão em problemas maiores que precisam de reparo ou substituição. Parece ficção científica, mas é uma solução real para um problema significativo na indústria da construção. "

p Inspirado pelo processo de CO ₂ transferência na natureza, A pesquisa de Rahbar, que anteriormente recebeu financiamento do Massachusetts Clean Energy Center (MassCEC), usa anidrase carbônica (CA), uma enzima encontrada nas células vermelhas do sangue que transfere rapidamente CO ₂ das células para a corrente sanguínea. A enzima CA, que é adicionado ao pó de concreto antes de ser misturado e derramado, atua como um catalisador que causa o CO atmosférico ₂ para criar cristais de carbonato de cálcio, cuja matriz é semelhante à do concreto. Quando uma pequena fenda se forma no concreto enzimático, a enzima dentro do concreto se conecta com CO ₂ no ar, desencadeando o crescimento de uma nova matriz que preenche a fenda.

p "Olhamos para a natureza para encontrar o que desencadeia o CO mais rápido ₂ transferir, e essa é a enzima CA, "disse Rahbar, que pesquisa concreto autocurativo há cinco anos. "Uma vez que as enzimas em nossos corpos reagem de forma incrivelmente rápida, eles podem ser usados ​​como um mecanismo eficiente para reparar e fortalecer estruturas de concreto. "

p O processo, que Rahbar patenteou, pode curar rachaduras em escala milimétrica em 24 horas.

p O artigo de pesquisa, intitulado "Um material cimentício auto-curativo enzimático, "foi publicado em Materiais Aplicados Hoje , um jornal revisado por pares com foco em aplicações de ponta de novos materiais. Os co-autores são Suzanne Scarlata, professor de Química e Bioquímica; Jessica Rosewitz, ex-Ph.D. aluno e agora instrutor adjunto de Engenharia; e Ph.D. estudante Shuai Wang.

p A equipe desenvolveu uma abordagem em três frentes que inclui uma mistura de concreto que, quando usado para construir uma estrutura, irá consertar autonomamente pequenas fissuras que se formarem; uma mistura que pode induzir a autocura em rachaduras ou buracos maiores; e um processo que pode ser aplicado ao concreto tradicional para consertar rachaduras.

p Para consertar uma rachadura ou buraco maior, Rahbar disse cálcio e CO ₂ pode ser aplicado para estimular a cura autônoma. A mesma mistura pode ser usada, mas com um processo de inscrição diferente, para iniciar a cura em concreto tradicional já definido.

p "Curar o concreto tradicional que já está em uso é extremamente benéfico, também, e ajudará a reduzir a necessidade de produzir e enviar concreto adicional, que tem um grande impacto ambiental, "disse Rahbar.

p O concreto é um contribuidor significativo para o CO ₂ emissões, gases de efeito estufa que contribuem para as mudanças climáticas. De acordo com um relatório de 2018 da Chatham House, um instituto de políticas com sede em Londres, a cada ano, mais de 4 bilhões de toneladas de cimento são produzidas, responsável por cerca de 8 por cento do CO global ₂ emissões. Prolongar sua vida útil pode reduzir o CO prejudicial ao meio ambiente ₂ emissões em todo o mundo.

p Os pesquisadores há muito buscam desenvolver processos para estimular o concreto a curar a si mesmo e evitar que pequenas rachaduras cresçam em rachaduras ou buracos maiores para ajudar o material a reter sua resistência, estanqueidade da água, e durabilidade. Rahbar prevê que o concreto autocurável pode estender a vida útil de uma estrutura em 20 anos, por exemplo, a 80 anos.

p Outra pesquisa sobre a criação de concreto autocurável se concentrou na adição de micróbios e Bacillus megaterium, uma bactéria formadora de esporos que produz uma enzima que é expelida na mistura de concreto. Rahbar optou por usar enzimas diretamente em vez de bactérias, observando que as bactérias são mais caras e funcionam mais lentamente - levando até um mês para curar uma rachadura de 10 mícrons que as enzimas podem curar em 24 horas - e há preocupações sobre possíveis problemas de saúde de longo prazo relacionados ao seu uso.