В январе подвели итоги сразу двух смежных научно-исследовательских проектов, направленных на изучение перспективных строительных материалов с биологическими компонентами. Специальные строительные растворы с бактериями оказались весьма эффективными для реставрации построек из бетона и натурального камня: они буквально заживляют конструкции, продлевая их срок службы.

Портал инноваций и исследований Европейской комиссии сообщает, что проекты GEOHEAL и GEOBACTICON подошли к завершению. В их рамках изучали строительные материалы с бактериальными компонентами, способные помочь при восстановлении разрушающихся памятников архитектуры. При этом учитывали воздействие на экологию, практичность и эффективность составов.

Идея использовать микроорганизмы в строительстве не нова, и бактериям находят все больше новых способов применения. Один из таких подходов — создание строительных смесей, которые способны самостоятельно заживлять повреждения. Причем буквально.

В состав помещают споры бактерий и капсулы с питательными веществами. Когда возникают трещины, капсулы тоже разрушаются — и микроорганизмы начинают свою деятельность. В процессе метаболизма они связывают кальций в минерал кальцит, надежно закрывающий трещину. После этого приток воздуха и питательных веществ останавливается, бактерии снова образуют споры и умирают.

В рамках проекта GEOHEAL проверяли строительные растворы, в структуру которых внедряли бактерии Sporosarcina ureae и Sporosarcina pasteurii. Эти аэробные микроорганизмы широко распространены в почве и не являются патогенными. Таким составом, например, реставрировали Тинтернское аббатство в Уэльсе (Великобритания). Специальная паста не только восстановила прочность древних камней, но и не оставила заметного глазу следа. Иными словами, идеальное средство для сохранения памятников архитектуры.

Сравнение «вылеченного» бактериями известняка (сверху) с обычным, подвергшимся естественной эрозии / ©GEOHEAL, CORDIS

У разработанного европейскими учеными из Кардиффского университета метода есть множество других положительных свойств. Среди прочего такой строительный раствор не препятствует воздухопроницаемости камней и в них не накапливается влага. Если нарушить структуру старых строительных материалов, сделав внешний слой изолирующим, со временем он просто отслоится. А это уже приведет к более интенсивной эрозии конструкции.

Завершившийся чуть ранее, в декабре прошлого года, проект GEOBACTICON — еще интереснее. Он дополняет данные GEOHEAL, но не по наземным конструкциям, а по тем, что скрыты под поверхностью. Говоря о реставрации, нередко забывают, что у памятников архитектуры есть фундаменты. И они также разрушаются, порой приводя к катастрофическим последствиям. GEOBACTICON стал первым исследованием насыщенных бактериями строительных растворов для ремонта подземных сооружений.

Ученые из Университета Дерби (Англия) создали бетон, в который замешали, помимо обычных компонентов, микроскопические капсулы с сенной палочкой (Bacillus subtilis) и питательным составом для бактерий. Затем блоки из этого материала нарочно повредили и зарыли в разных почвах. Результаты оказались обнадеживающими: в большинстве случаев микроорганизмы благополучно заполнили трещины, иногда даже действуя заодно с местными бактериями.

Все эти исследования чрезвычайно важны для Европы, где высока концентрация древних конструкций возрастом в сотни или даже тысячи лет. Но подобные «живые строительные материалы» представляют интерес не только с точки зрения реставрации архитектурных памятников. Они нужны и для утилитарных инженерных сооружений — мостов, путепроводов и даже обычных домов. Продляя эксплуатацию существующих и строящихся конструкций, удастся снизить воздействие строительной индустрии на экологию. А она отвечает ни много ни мало почти за 12% выбросов парниковых газов в мире.