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:

Биопрепараты повышают питательную ценность органической гречихи 29.06.2026

В органическом земледелии особое внимание уделяется не только урожайности, но и качественному составу продукции. Потребители все чаще выбирают продукты с высоким содержанием полезных веществ и без следов химических веществ. Исследования показывают, что применение биологических препаратов может существенно улучшить минеральный состав зерновых культур, делая их более ценными с точки зрения питания. В результате полевых экспериментов, проведенных в 2023-2025 годах, ученые установили, что использование биопрепаратов способствует активному накоплению макроэлементов, в частности фосфора и калия, в зерне органической гречихи. Об этом сообщила Леся Крупак из Белоцерковского национального аграрного университета в своей работе "Экологичность и производительность". Наиболее заметный эффект наблюдался при применении гумата калия. В этом случае содержание калия в зерне увеличивалось на 19-21 процент по сравнению с контрольными участками. Такой результат свидетельствует об улучшении работы тра ...>>

Натрий-ионные накопители энергии Tener от CATL 29.06.2026

Литий-ионные аккумуляторы сейчас доминируют на рынке, но их производство сталкивается с ограничениями ресурсов и экологическими вызовами. Китайская компания CATL, один из мировых лидеров в области аккумуляторных технологий, представила инновационную альтернативу на основе натрия, которая может существенно расширить возможности хранения энергии. На отраслевом мероприятии в Мюнхене CATL продемонстрировала систему накопления энергии Tener нового поколения. Она построена на натрий-ионных аккумуляторах и отличается выдающимися эксплуатационными характеристиками. По заявлению разработчиков, новая технология сочетает высокую долговечность, безопасность и экономичность, что делает ее перспективной для широкого применения в энергетике. Одним из главных преимуществ Tener стала исключительная долговечность: система рассчитана на срок службы до 30 лет и способна выдерживать до 15 000 циклов заряда-разряда. Для сравнения, большинство современных аналогов выдерживают около 10 000 циклов. Даже ...>>

Орибитальное вино с МКС 28.06.2026

Виноделие всегда было тесно связано с землей, климатом и традициями, но современная наука все чаще выводит его на новый уровень - в буквальном смысле за пределы нашей планеты. Исследователи ищут способы адаптировать сельское хозяйство к условиям космоса, чтобы обеспечить будущие миссии продовольствием и изучить влияние экстремальной среды на биологические процессы. Один из таких амбициозных проектов реализуется в США и обещает в перспективе появление первого вина из винограда, побывавшего на орбите. Ученые из Техасского университета A&M отправили на Международную космическую станцию сотни семян винограда. После шести месяцев воздействия космической радиации семена вернутся на Землю, будут высажены и через несколько лет могут дать первый урожай для производства "космического вина". Проект представляет собой уникальное сочетание астронавтики, биологии и виноградарства. Идея эксперимента возникла как дипломная работа двух студентов-старшекурсников кафедры аэрокосмической инженер ...>>

Телескоп Эвклид раскрыл сердце Млечного Пути 28.06.2026

Космические телескопы позволяют человечеству заглянуть в самые отдаленные уголки Вселенной, раскрывая тайны темной материи, далеких галактик и процессов звездообразования. Один из современных аппаратов, предназначенных для масштабных обзоров неба, неожиданно оказался мощным инструментом для изучения нашей собственной Галактики. Речь идет о телескопе "Эвклид", который предоставил астрономам одно из самых детальных изображений центральной области Млечного Пути. Космический телескоп "Эвклид" был создан прежде всего для исследования темной материи и темной энергии, составляющих основную часть массы-энергии Вселенной. Однако ученые нашли ему дополнительное применение, направив прибор на густонаселенные звездные поля нашей Галактики. За относительно короткое время наблюдений - всего 26 часов - аппарат зафиксировал более 60 миллионов звезд в центральной части Млечного Пути. Такой результат стал возможен благодаря высокому разрешению и широкому полю зрения инструмента. Особый интерес для ...>>

Гренландские акулы - рекордсмены долголетия среди позвоночных 27.06.2026

В мире живых существ продолжительность жизни варьируется от нескольких дней у некоторых насекомых до нескольких десятилетий у крупных млекопитающих. Однако среди морских обитателей есть настоящие долгожители, чей возраст поражает воображение. Гренландские акулы, населяющие холодные воды Северной Атлантики и Арктики, по праву считаются самыми долговечными позвоночными на планете, и современные научные методы позволили точно оценить масштаб их жизненного пути. Эти крупные хищники растут крайне медленно - всего на несколько сантиметров за несколько лет, достигая в итоге более пяти метров в длину. Долгое время определить точный возраст гренландских акул было практически невозможно, поскольку у них отсутствуют традиционные маркеры, такие как годовые кольца на костях или чешуе. Предположения о выдающемся долголетии существовали давно, но требовали надежного подтверждения. Прорыв наступил в 2016 году, когда международная группа ученых применила радиоуглеродный анализ к хрусталикам глаз ...>>

Случайная новость из Архива Омары помогли сделать бетон прочнее 06.02.2021 Здания, напечатанные на 3D-принтере, стали неотъемлемой частью нашей жизни. Но как сделать их более прочными? Исследователи из Мельнбурнского королевского технического университета (RMIT University) нашли ответ на этот вопрос. Они разработали новый вид 3D-печати, при котором прочность бетона существенно повышается. Чтобы достичь необходимого эффекта, авторы ноу-хау взяли на вооружение особый узор и структуру панциря омара. Это изобретение будет наверняка востребовано авторами сложных архитектурных проектов. Так считает Джонатан Тран, ведущий исследователь кафедры структурированных материалов и дизайна RMIT University. Самый обычный узор, который использует 3D-принтер, - однонаправленный. При нем слои накладываются друг на друга параллельными линиями. Вместо этого в ходе эксперимента команда наслаивала бетон в виде геликоидальных узоров, вдохновленных структурой панциря омара. Кроме того, в бетон включили 1-2 процента стальной фибры. Она способствовала более быстрому затвердеванию материала. Это особенно важно для возведения высотных зданий. В результате исследователи убедились, что армированный стальными волокнами бетон становится более прочным, если его укладывать узором, который копирует строение панциря омара.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026