Биобетон на основе мочи

29.05.2025

В современном строительстве все больше внимания уделяется поиску экологически безопасных и энергоэффективных материалов. Одним из перспективных направлений стало использование биотехнологий для создания альтернатив цементу. Немецкие ученые из Штутгартского университета разработали инновационный биобетон, который получают из обычных отходов - мочи. Этот материал способен не только снизить углеродный след строительства, но и предложить устойчивую технологию замкнутого цикла.

Возглавляемая Луччио Бландини команда исследователей использовала процесс микробной биоминерализации - биохимическую реакцию, при которой бактерии преобразуют мочевину из мочи в кристаллы карбоната кальция. Эти кристаллы, в свою очередь, выступают в роли цементирующего вещества, связывая частицы песка в прочный и стойкий биобетон. Такой подход реализован в проекте SimBioZe, поддержанном Министерством науки земли Баден-Вюртемберг.

Традиционное производство цемента сопряжено с высокой энергоемкостью - для обжига известняка требуется температура около 1450 °C, что приводит к значительным выбросам парниковых газов. Ежегодно в мире производится порядка четырех миллиардов тонн бетона, и эта цифра сказывается на экологическом состоянии планеты. Биобетон же создается при низких температурах и использует отходы, тем самым решая сразу несколько задач: уменьшение выбросов, утилизация сточных вод и производство строительных материалов.

Согласно словам научного сотрудника Майи Смирновой из ИЛЕК, процесс получения биобетона выглядит следующим образом: смесь из бактерий, песка и порошка помещается в форму, после чего в течение трех дней ее регулярно промывают кальцием обогащенной мочой. В результате микробы расщепляют мочевину, способствуя росту карбонатных кристаллов, которые уплотняют песчаную структуру, превращая ее в твердый материал, схожий с природным известняковым песчаником.

Испытания показали, что биобетон, изготовленный с использованием технической мочевины, достигает прочности на сжатие более 50 МПа - показатель, значительно превосходящий большинство ранее известных биоминерализованных материалов. Для сравнения, при применении искусственной мочи прочность составляет около 20 МПа, а при использовании человеческой - примерно 5 МПа. Ученые нацелены увеличить прочностные характеристики биобетона из человеческой мочи до 30-40 МПа, что позволит использовать его для возведения зданий высотой до трех этажей.

Лучио Бландини подчеркивает, что разработанный процесс не только требует гораздо меньше энергии, чем классическое производство цемента, но и создает замкнутый цикл переработки ресурсов - от сточных вод до строительных материалов и удобрений. Таким образом, технология становится примером устойчивого развития и экологической ответственности в строительной индустрии.

<< Назад: Куринные яйца как профилактика стресса 29.05.2025

>> Вперед: Слушая музыку, мы сливаемся с нею 28.05.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Съедобный аккумулятор 12.04.2023 Ученые продолжают развивать электронику, которая может безопасно контролировать и лечить наше здоровье внутри тела. К сожалению, питать эти миниатюрные медицинские гаджеты не всегда просто. Теперь существует новый тип аккумулятора, который может помочь в этом отделе. Изготовлен он из полностью съедобных веществ, он может безопасно растворяться в желудке, выполняя все, что ему нужно. Прототип устройства, разработанное специалистами молекулярной электроники из Итальянского технологического института, работает при безвредном напряжении 0,65 вольт и обеспечивает ток 48 микроампер в течение 12 минут в диапазоне, необходимом для питания крошечной электроники. Изготовлен из разнообразного списка ингредиентов, это первая функциональная аккумуляторная батарея, которую можно подавать в качестве закуски. Его компоненты включают витамин рибофлавин для анода аккумулятора (его "отрицательный" конец) и добавку кверцетина как катод ("положительный" конец). Электролит (генерирующий электрический заряд) изготавливается из раствора на водной основе, а сепаратор (предотвращающий короткие замыкания) изготавливается из норы, морских водорослей, которые можно найти в суши-ресторанах. Активированный уголь, часто используемый для лечения отравлений, включен для повышения электропроводности, тогда как внешние контакты, передающие электроэнергию на другое устройство, изготовленные из пчелиного воска, соединенного с пищевым декоративным золотом. Аккумулятор сохраняет свой заряд в течение десятков циклов, хотя для зарядки он должен находиться вне корпуса. Созданный здесь прототип имеет размер примерно квадратного сантиметра (0,155 квадратных дюймов), но команда уже работает над тем, чтобы сделать его меньше.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025