donderdag, 12. april 2007 - 10:14

Scheuren in beton 'vanzelf' gerepareerd

De laatste jaren is het wetenschappelijk onderzoek naar zelfherstellende materialen wereldwijd goed van de grond gekomen. Het Delft Centre for Materials van de TU Delft heeft daarom het initiatief genomen tot de eerste internationale conferentie over dit onderwerp.

Van woensdag 18 t/m vrijdag 20 april zullen 180 toonaangevende wetenschappers, inclusief alle coryfeeën van het nieuwe vakgebied, in het Palace Hotel in Noordwijk hun bevindingen presenteren tijdens de First International Conference on Self Healing Materials.

Het wetenschappelijk onderzoek naar en de productie van zelfherstellende materialen is zeer divers en heeft betrekking op allerlei materialen, van metalen tot beton en polymeren. Natuurlijke materialen zijn soms wel zelfherstellend, maar voor ‘man-made’ technische materialen is dit een geheel nieuwe eigenschap.

De eerste aanzetten tot zelfherstellende materialen zijn er al. Zo heeft prof. Scott White van de University of Illinois zich gericht op een bepaalde klasse van relatief brosse plastics. In het plastic heeft hij microcapsules gebracht die een ‘herstelstof’ bevatten. Als zich in het materiaal een scheurtje ontwikkelt, zullen de microcapsules breken en komt deze stof (een stabiele monomeer) vrij in het materiaal. Als de monomeren in contact komen met een katalysator, die zich door het hele materiaal bevindt, vormen ze polymeren die de scheur (gedeeltelijk) herstellen.

In beton is een vergelijkbare aanpak als die van White mogelijk. Het beton is vol te stoppen met kleine bolletjes droog cement. Ontstaat er een scheur in het beton, dan opent het bolletje zich en reageert het met water uit de omgeving, zodat de scheur in de kiem gesmoord wordt.

Aan de TU Delft krijgt het onderwerp zelfherstellende materialen sinds enkele jaren veel aandacht. Het Delft Centre for Materials (DCMat), waarin het materialenonderzoek van de TU Delft is gebundeld, heeft zelfherstellende materialen zelfs als haar centrale onderzoeksthema gekozen.

Een opvallend voorbeeld van Delfts onderzoek op dit gebied betreft beton met bacteriën. In dit project, geleid door de bioloog dr. Henk Jonkers, gaat het om bacteriën die van nature kalksteen (calciumcarbonaat) maken. Als er een scheurtje ontstaat en er komt water en zuurstof in het beton binnen, dan kunnen bacteriën aan de gang gaan met de productie van kalksteen. Het voornaamste probleem is nu om de juiste leefomstandigheden voor de bacteriën te creëren om bij schade de scheur te herstellen.

Alexander Schmets, lid van het organisatiecomité van de First International Conference on Self Healing Materials: ‘De verwachting is dat er binnen tien jaar op dit terrein flinke stappen zijn gezet. Ik denk dat we dan de eerste concrete toepassingen kunnen verwachten bij de materialen beton en asfalt.’

Naast de conferentie heeft DCMat samen met Springer Verlag het initiatief genomen tot de publicatie, medio dit jaar, van een boek over zelfherstellende materialen met daarin een overzicht van de wetenschappelijke stand van zaken.
Categorie:
Tag(s):