مروری بر کپسولهسازی سلولهای باکتری در بتن خودترمیم شونده: رویکردها، چالشها و نوآوریها
نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه شهید بهشتی تهران، ایران
2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه شهید بهشتی تهران، ایران
3 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، آب و محیطزیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
4 دانشیار دانشکده معماری و شهرسازی دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
doi
10.22065/jsce.2025.486695.3557چکیده
بتن به عنوان یکی از پراستفادهترین مصالح ساختمانی، نقشی اثرگذار در اقتصاد و محیطزیست دارد. با این حال ترکخوردگی و در پی آن ورود عوامل شیمیایی به داخل آن یکی از علل اصلی تخریب بتن میباشد که میتواند منجر به کاهش مقاومت و طول عمر مفید سازههای بتنی شود. شناسایی و ترمیم ترکها نیز فرآیندی چالشبرانگیز و زمانبر است، بهویژه در شرایطی که نیاز به ترمیم مؤثر احساس میگردد. در زمینه توسعه راهکارهای پایدار برای افزایش کارایی بتن، فناوری بتن خودترمیمشونده مبتنی بر باکتری به عنوان یک رویکرد نوآورانه مطرح شده است که با تولید کلسیم کربنات (CaCO3)، ترکهای ایجاد شده در بتن را بدون نیاز به مداخلات خارجی ترمیم و با افزایش مقاومت و دوام سازهها، به بهبود پایداری محیط زیستی کمک میکند. این مقاله مروری به بررسی روشها و مواد مختلف کپسولهسازی سلولهای باکتریایی در بتن خودترمیمشونده میپردازد. هدف مطالعه، ارزیابی کارایی مواد متنوعی مانند پلیمرهای طبیعی و مصنوعی، هیدروژلها، نانومواد و مواد هیبریدی برای افزایش دوام و عملکرد بتن است. همچنین، به چالشها و نوآوریهای مربوط به استفاده از این تکنیکها و نیاز به توسعه روشهای بهینه برای بهبود پایداری سلولهای باکتریایی در محیط قلیایی بتن پرداخته شده است. در این راستا بیش از 80 مقاله چاپ شده در مجلات علمی معتبر بررسی شدهاند. نتایج این تحقیقات نشان میدهند که استفاده از روشهای کپسولهسازی نوین میتواند بهطور مؤثری دوام و کارایی سیستمهای خودترمیمی در بتن را افزایش دهد. همچنین بر اساس اجماع نظر محققین، مواد کپسولهسازی مانند هیدروژلها و آلژیناتها نقش مؤثری در افزایش مقاومت مکانیکی و کاهش نفوذپذیری آب دارند. علاوه بر این، استفاده از میکروارگانیسمها برای ترمیم ترکهای بزرگتر پتانسیل بالایی دارد، اما بهرهگیری کامل از این قابلیتها مستلزم فراهم کردن زمان کافی است.
