Kết quả của một nghiên cứu mới đã chứng minh rằng, một số loại vi khuẩn đủ sức để tồn tại trong những điều kiện môi trường khắc nghiệt nhất. Nghiên cứu cho thấy, vi khuẩn có thể đưa ra những cảnh báo sớm về phản ứng kiềm-silica trong môi trường có độ ẩm thấp (hoặc "ung thư bê tông", là một phản ứng trương nở có hại xảy ra theo thời gian trong bê tông giữa hồ xi măng có tính kiềm cao và silica vô định hình phản ứng được tìm thấy trong nhiều loại cốt liệu thông thường, khi có đủ độ ẩm) có thể dẫn đến thiếu hụt cấu trúc. Ngoài ra, chúng ta thậm chí có thể khai thác vi khuẩn để sửa chữa những hư hỏng kết cấu cầu đường.
Những nghiên cứu trước đây đã xác định rằng, vi khuẩn có thể tồn tại bên trong bê tông. Đối với nghiên cứu mới này, các nhà khoa học muốn xem xét kỹ hơn loại vi khuẩn nào có mặt và chúng có thể thay đổi ra sao theo thời gian.
Nhà vi sinh vật học Julie Maresca từ Đại học Delaware cho biết: "Thực sự không có thông tin nào về vi sinh vật sống trong bê tông. Bê tông là loại vật liệu xây dựng được sử dụng phổ biến nhất trên thế giới, nhưng chúng tôi không biết gì về những gì vi sinh vật tồn tại trong đó. Bê tông thường được sử dụng ở trong các môi trường ẩm ướt, hệ thống cống rãnh, lỗ thông cầu. Chúng tôi biết rằng, vi khuẩn có thể phân hủy bê tông. Tuy nhiên, loại vi khuẩn này như thế nào, có tác dụng gì, có thể cho chúng ta biết điều gì không?".
Bà Maresca và các đồng nghiệp đã sử dụng 40 mẫu xi lanh bê tông phục vụ nghiên cứu, mỗi mẫu chứa khoảng 1 lít (tương đương 1 bình 34 oz). Một số mẫu sử dụng hỗn hợp bê tông tiêu chuẩn, loại dễ xảy ra các phản ứng kiềm-silica phân hủy, trong khi những mẫu khác sử dụng bê tông công thức đã được điều chỉnh được thiết kế để chống lại các phản ứng này.
Các mẫu bê tông được sử dụng trong nghiên cứu. (Ảnh: Đại học Delaware)
Sau thời gian hai năm theo dõi thường xuyên trên mái nhà của phòng thí nghiệm, vi khuẩn phổ biến nhất được phát hiện trong phân tích DNA của các mẫu bê tông là Proteobacteria, Firmicutes và Actinobacteria. Các nhà nghiên cứu cho biết, khoảng 50 - 60% vi khuẩn có thể có nguồn gốc từ vật liệu thô, đặc biệt là sỏi.
Nhóm nghiên cứu quan sát thấy rằng, sự đa dạng của vi khuẩn giảm theo thời gian, một số loại vi khuẩn đã biến đổi theo mùa, có thể là do nguồn thức ăn của chúng thay đổi.
Bà Maresca nói: "Các vi khuẩn đang ăn gì vậy? Có thể chúng đang ăn xác chết của các vi khuẩn khác. Nếu không có gì để ăn, một số có thể hình thành bào tử hoặc hình thành loại tế bào không hoạt động và không làm gì cho đến khi trời mưa, sau đó ăn càng nhiều càng tốt và tiếp tục ngủ đông".
Có rất ít sự khác biệt về vi khuẩn được tìm thấy giữa hai loại bê tông nói trên, mặc dù một số loại vi sinh vật dường như ưa hỗn hợp bê tông tiêu chuẩn hơn. Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng, nghiên cứu sâu hơn có thể giúp xác định các cấu trúc không ổn định bằng vi khuẩn tồn tại trong bê tông, trước khi bất kỳ vết nứt nào xuất hiện.
Trong một báo cáo năm vào 2020 của Mỹ, hơn 45.000 trong số 618.456 cây cầu tại nước này được liệt kê là trong tình trạng "tồi tệ", bê tông sập đổ có thể gây chết người.
Một số vi khuẩn có thể tạo ra canxi carbonate, thích hợp để lấp đầy các vết nứt và lỗ rỗng của bê tông. Do đó, hy vọng rằng những vi sinh vật này có thể được sử dụng để hỗ trợ sửa chữa kết cấu các tòa nhà và cơ sở hạ tầng, mặc dù ứng dụng trong thực tế còn lâu mới có thể diễn ra.
Maresca cho biết: "Theo những gì chúng tôi biết, vi khuẩn không làm hỏng bê tông. Vi khuẩn không "ăn" các nền móng. Chúng tôi hy vọng sẽ sử dụng chúng để lấy thông tin và có khả năng giúp sửa chữa các kết cấu xây dựng".
* Mời quý độc giả theo dõi các chương trình đã phát sóng của Đài Truyền hình Việt Nam trên TV Online và VTVGo!