Інноваційний бетон Пенсільського університету поглинає вуглець, зменшуючи вплив на довкілля

Інженери та науковці з Пенсильванського університету розробили новий вид 3D-друкованого бетону, який активно поглинає вуглекислий газ (CO₂), одночасно зменшуючи використання матеріалів. Ця інноваційна суміш, що містить діатомову землю, демонструє значне покращення екологічних показників порівняно з традиційним бетоном, який відповідає приблизно за 9% світових викидів парникових газів через енергоємний процес виробництва цементу.

Дослідники виявили, що додавання діатомової землі, матеріалу з викопних мікроскопічних водоростей, дозволяє поглинати до 142% більше CO₂, ніж стандартні суміші, зменшуючи при цьому вміст цементу. Пориста текстура діатомової землі сприяє зв'язуванню вуглекислого газу та утворенню карбонату кальцію під час затвердіння, що підвищує міцність матеріалу.

Команда також інтегрувала складні геометричні структури, відомі як тривимірно періодичні мінімальні поверхні (TPMS), натхненні природними формами. Ці структури максимізують площу поверхні та жорсткість, мінімізуючи використання матеріалу. Тестування показало, що компоненти, надруковані за допомогою цієї технології, використовували на 68% менше матеріалу порівняно з традиційними бетонними блоками, при цьому зберігаючи 90% міцності на стиск і досягаючи на 32% вищого поглинання CO₂ на одиницю цементу.

Ця інновація відкриває шлях до створення будівельних матеріалів, які можуть сприяти відновленню морських екосистем та поглинанню вуглецю з атмосфери. Дослідники працюють над масштабуванням технології для створення повнорозмірних конструктивних елементів, таких як підлоги, фасади та несучі панелі, а також вивчають можливості застосування в морській інфраструктурі, наприклад, для створення штучних рифів.