Материал, разработанный инженерами-химиками MIT, может реагировать на углекислый газ из воздуха, расти, укрепляться и даже «ремонтировать» сам себя.

Полимер, который в не далеком будущем может использоваться в качестве строительного или ремонтного материала или для защитных покрытий, непрерывно превращает парниковый газ в углеродсодержащий материал, который укрепляет сам себя.

Новый материала представляет из себя синтетическое гелеобразное вещество, в котором происходит химический процесс, на подобие тому, как растения захватывают углекислый газ из воздуха в их растущие ткани. Из такого материала можно, например, изготавливать строительные панели, которые бы доставлялись на стройку в гелеобразном состоянии, экономя средства на транспортировку. Затем, только под воздействием солнечного света и воздуха – панели будут расти, становится прочнее и через некоторое время они будут готовы для строительных операций.

«Это совершенно новая концепция в области материаловедения, — говорит Страно, профессор химических технологии Carbon C. Dubbs. «То, что мы называем углеродсодержащими материалами, до сих пор не существует» за пределами биологической сферы, говорит он, описывая материалы, которые могут превращать углекислый газ в атмосферный воздух в твердую, стабильную форму, используя только силу солнечного света, просто как это делают растения.


Отличные перспективы у нового материала для широкого использования и в качестве защитного покрытия – находясь под открытым небом полимер постоянно будет извлекать углерод из воздуха и становится прочнее. Особенно важен тот факт, что все трещины, царапины и иные повреждения – со временем, в процессе самовосстановления материала, исчезнут, т.е. защитное покрытие «отремонтирует само себя».

Экологические выгоды 

Существующая версия нового «почти живого» материала еще не готова для использования в качестве строительного сырья, но уже сейчас может найти свое применение в качестве защитного покрытия для заполнения трещин и других повреждений. Особый восторг вызвал этот синтетический полимер у экологов, ведь при его производстве не используются ископаемые виды топлива, а его применение приводит к поглощению углерода, что имеет очевидные преимущества для окружающей среды и климата.

«Представьте себе синтетический материал, который может расти как деревья, поглощать углерод из углекислого газа и включать его в основу материала», – так говорит профессор Майкл Страно, один из авторов научной публикации.

В первых экспериментах по созданию материала в качестве одного из компонентов использовались биологические не живые хлоропласты, которые были получены из листьев шпината. В текущей и будущих версиях полимера единственный «зеленый» компонент успешно заменен специальным катализатором, который не является органическим по происхождению. Демонстрируемая гель-матрица состоит из полимера, полученного из аминопропилметакриламида и глюкозы.

«Материаловедение никогда не производило ничего подобного, ведь этот материал имитирует некоторые аспекты чего-то живого», утверждает профессор Майкл Страно.

«Наша работа показывает, что углекислый газ не должен быть только бременем и расходами. Это также новая возможность в этом отношении. Во всем мире есть уголь. Мы строим мир с углеродом. Люди сделаны из углерода. Создание материала, который может получить доступ к обильному углероду вокруг нас, является важной возможностью для материаловедения. Таким образом, наша работа заключается в создании материалов, которые не только нейтральны к углероду, но и избавляют нас от углеродного негатива», объясняет важность разработки профессор Майкл Страно.

Компания Boston Dynamics обучила своего робота паркуру (видео)

Авторский коллектив в настоящее время сосредоточился на оптимизации свойств нового «живого» материала. Полимер уже можно производить в больших объемах и коммерческое применение в качестве самовосстанавливающегося покрытия может быть реализовано в самое ближайшее время.

Исследование опубликовано в журнале Advanced Materials. Работа была поддержана Министерством энергетики США.