到目前為止，混凝土是有史以來(lái)最重要的建筑材料之一。然而，隨著時(shí)間的推移，它很容易開(kāi)裂和剝落，這在美學(xué)上是不令人愉悅的，并損害了其原本強(qiáng)大的強(qiáng)度。
但材料科學(xué)的最新發(fā)展可能會(huì)導(dǎo)致可以自我修復(fù)的混凝土。這種材料將有助于建筑行業(yè)，但它也找到了另一個(gè)有趣的潛在客戶(hù)：美國(guó)武裝部隊(duì)。這種材料有益的一個(gè)主要領(lǐng)域是跑道。
隨著時(shí)間的推移，這些結(jié)構(gòu)會(huì)磨損，但也容易受到空襲的破壞。如果跑道可以用這種材料制成，他們可以自我修復(fù)，以確保表面可以繼續(xù)用于飛機(jī)。
為此，五角大樓的研究辦公室國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）旨在為軍事設(shè)施開(kāi)發(fā)一種特定類(lèi)型的混凝土。該計(jì)劃被稱(chēng)為BRACE，或舊混凝土建筑的生物啟發(fā)修復(fù)，旨在結(jié)合生物學(xué)和混凝土的原理來(lái)恢復(fù)老化的混凝土結(jié)構(gòu)。
BRACE 利用生物有機(jī)體在混凝土內(nèi)構(gòu)建血管系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以在內(nèi)部修復(fù)裂縫，防止它們到達(dá)結(jié)構(gòu)表面。這允許混凝土經(jīng)歷類(lèi)似于生物體的愈合過(guò)程?；炷亮踊部梢允褂眠@種方法進(jìn)行診斷。
“BRACE的核心假設(shè)是，混凝土可以注入生物體中常見(jiàn)的自我修復(fù)能力，從人類(lèi)中發(fā)現(xiàn)的血管系統(tǒng)和龐大的絲狀真菌網(wǎng)絡(luò)中汲取靈感，這些真菌可以跨越數(shù)英畝的土地，規(guī)模與混凝土建筑相似，”DARPA在最近的一份新聞稿中說(shuō)。“這樣的系統(tǒng)可以為材料深處的愈合提供一個(gè)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，以便在裂縫到達(dá)表面并導(dǎo)致故障之前修復(fù)裂縫，”他補(bǔ)充說(shuō)。
BRACE 將持續(xù) 4.5 年，因?yàn)樗蓭讉€(gè)承包商開(kāi)發(fā)，包括科羅拉多大學(xué)博爾德分校、勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和巴特爾紀(jì)念研究所。
DARPA的公告強(qiáng)調(diào)，“安全是最重要的，所有研究都將受到獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室和監(jiān)管機(jī)構(gòu)的定期審查，以確保BRACE技術(shù)不會(huì)對(duì)人類(lèi)或結(jié)構(gòu)健康構(gòu)成威脅”，這可能是因?yàn)锽RACE使用生物有機(jī)體和過(guò)程。在實(shí)驗(yàn)室外測(cè)試BRACE時(shí)，研究人員必須遵守EPA法規(guī)，并就該技術(shù)的“道德，法律和社會(huì)影響”咨詢(xún)專(zhuān)家。
“生物混凝土”或自愈混凝土并不是全新的，但軍事應(yīng)用可能具有顯著優(yōu)勢(shì)。從軍營(yíng)到補(bǔ)給站，陳舊和破舊的建筑物已成為美國(guó)軍事地點(diǎn)的一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題。自我修復(fù)結(jié)構(gòu)將降低成本。自我修復(fù)的跑道將降低沖突期間的維護(hù)成本，但也會(huì)使攻擊者更難計(jì)劃他們的攻擊，因?yàn)樗麄儾恢罊C(jī)場(chǎng)何時(shí)恢復(fù)運(yùn)營(yíng)。
