С бамбуковым биоуглем. Инженеры создали бетон, который очищает воздух

Строительная отрасль традиционно считается одной из самых проблемных с точки зрения выбросов парниковых газов, ведь производство цемента и использование ископаемого топлива существенно повышают уровень углекислого газа в атмосфере. Чтобы решить эту проблему, группа исследователей из Инженерного колледжа Мэпко Шленк в Индии разработала инновационную строительную смесь.

Результаты научной работы, опубликованные в журнале Carbon Research, показывают, что добавление тщательно подобранных природных материалов наделяет бетон дополнительной полезной функцией — способностью активно удалять CO2 из воздуха.

Под руководством Шринивасана Реваты ученые сосредоточили внимание на двух компонентах: цеолите, который является высокопористым минералом, и бамбуковом биоугле — материале с высоким содержанием углерода. Благодаря разветвленной сети пор и большой удельной поверхности оба ингредиента отлично подходят для улавливания молекул газа. Исследователи опробовали несколько вариантов популярной марки бетона М35, заменив часть мелкого заполнителя цеолитом (в количестве 25% и 50%), а цемент — бамбуковым биоуглем в концентрациях 0,5%, 1% и 1,5%.

Каждая смесь тестировалась на прочность во время сжатия и раскалывания, проверялась на ударопрочность и водопоглощение. Лучшие результаты показала комбинация под названием ZB5, содержащая 50% цеолита и 1% бамбукового биоугля. Ее прочность на сжатие достигла 38,49 мегапаскалов, что примерно на 7,48% выше, чем у стандартного бетона. Прочность на растяжение при раскалывании составила 4,39 мегапаскаля, превысив обычные показатели на 15%. Такая эффективность объясняется крепкой взаимосвязью между алюмосиликатной структурой цеолита и твердостью биоугля, которые вместе формируют более плотную матрицу.

Помимо улучшенных механических характеристик смесь ZB5 продемонстрировала способность поглощать углекислый газ. В специальной камере карбонизации материал поглощал 1,2 г CO2 в сутки, причем за неделю газ проник внутрь на 15 миллиметров. По мнению авторов, сочетание микропористой структуры цеолита и высокого содержания углерода в биоугле позволяет бетону успешно выполнять роль конструкционного элемента и одновременно ловушки для атмосферных выбросов.

По мнению разработчиков, такой подход открывает путь к созданию действительно устойчивой инфраструктуры в зонах с повышенной концентрацией выбросов. Потенциальными сферами применения могут стать дорожные покрытия, стены автомагистралей или канализационные системы. Несмотря на успешные лабораторные тесты, ученые отмечают, что им еще предстоят длительные исследования поведения материала в долгосрочной перспективе, испытания других видов биоугля и оценка возможностей для масштабного коммерческого производства.