— Как они влияют на качество бетона?
— В последние несколько лет в мировой строительной индустрии произошел форменный бум — открылась возможность создавать самовосстанавливающийся бетон — более прочный и надежный, чем все известные его марки.
Этот неожиданный подарок преподнесли микробы. Они, как известно, могут быть и вредными, и полезными. Да, они вызывают очень тяжелые болезни, например, сибирскую язву. Но есть у них и положительные свойства, например, они преобразуют останки животных и растений в почвенный гумус.
При контакте с воздухом живые микробы, как правило, выделяют углекислый газ. Он действует на компоненты цемента, превращая его в карбонат кальция — чрезвычайно твердое вещество, из которого состоят раковины моллюсков.
И если найти микробы, сохраняющиеся в бетоне в виде спор, то при образовании трещин они начнут оживать и выделять углекислоту. При ее взаимодействии с кальцием, а он всегда присутствует в бетоне, трещина будет заживляться.
Это и сделает материал необыкновенно прочным. Как правило, «бетонщики-исследователи» работают с наиболее распространенными, хорошо изученными бациллами, а наша группа нацелилась на поиск, скажем так, самых живучих и трудолюбивых. Мы стремимся получить биобетон, обладающий улучшенными свойствами.
Понятно, что с поиском живых бактерий, а ищем мы их в древних обломках цементного раствора и необожженных кирпичах, могут быть сложности, и мы к этому готовы.
Главное, что в природе они есть, их нужно только суметь найти. Причем использовать, мы уверены, можно и мертвые микробы. Из них мы выделим ДНК, «прочитаем» ее и попытаемся смоделировать популяцию древних бактерий из ныне живущих. И научимся вживлять их в бетон, чтобы они не позволили трещинам его разрушить.
Это существенно повысит прочность самого распространенного и незаменимого строительного материала.
— Как вы думаете, почему РНФ выделил вам грант, ведь ваш проект больше прикладной, чем исследовательский?
— Это только так кажется на первый взгляд. Исследования бактерий, тысячелетиями сохраняющихся в цементе и кирпичной кладке, по-настоящему никто еще не проводил. А они представляют несомненный интерес, велика и их роль в формировании строительного раствора — процесса достаточно сложного и также малоизученного. Зато сегодня в мире к этим вопросам приковано пристальное внимание.
Российско-иранский проект 24-44-20012 «Инженерный биобетон для самовосстановления: новая биотехнология в промышленном масштабе» РНФ поддержал в 2024 году.
Рассчитываем, что за три года (срок действия гранта) проведем все необходимые исследования и эксперименты, а внедрением, сначала опытным, затем промышленным, займемся уже после 2026 года.
Иранские коллеги подсказали нам немало отличных и очень перспективных идей, в частности, как работать с необожженными кирпичами, необыкновенно прочными и долговечными. В южных областях России есть нечто подобное: имеются в виду саманные материалы (саман — кирпич-сырец из глины с различными добавками).
Теперь копилка наших знания еще пополнится. Есть и другие очень заманчивые предложения на будущее, которые рассчитываем обязательно воплотить в жизнь. Скажу только, что мы и дальше намерены тщательно исследовать опыт природы, чтобы правильно им воспользоваться.
Есть уверенность, что наш совместный проект даст отличные результаты и биобетон будет освоен строительной индустрией.
Средства гранта пойдут на многочисленные командировки, предусматривающие наше участие в раскопках в различных частях страны, а также на приобретение расходных материалов, а они, как известно, нынче совсем не дешевы.
— Вернемся к биобетону. Из-за присутствия бактерий не будет ли он очень дорогим, не отразится ли это отрицательно на спросе?
— Мы уверены, что применение современных биотехнологических методов сделает готовые препараты сравнимыми по цене с химическими добавками. Да, пока мы в самом начале пути. Но у нас уже есть образцы древних строительных материалов.
Сегодняшняя наша задача — найти в них бактерии и оживить. Если получится, то займемся их изучением, прочитаем геном и методами генной инженерии постараемся улучшить те их свойства, которые нужны для выполнения задуманного.
Есть и запасной вариант. В общих чертах мы знаем, какие гены бацилл помогут нам сделать бетон, способный к самолечению и защите от разрушительных микротрещин. Стоит только усилить их действие методами генной инженерии.
В результате исследований и экспериментов рассчитываем получить «зонтичный» патент и серию вспомогательных патентов. Надеемся, не побоюсь громких слов, что это будет один из лучших в мире строительных материалов. Тогда, уверен, отпадут все сомнения, будет ли спрос на экологически чистый биобетон.
