Известно, что бетон применялся людьми в строительстве еще 4000 лет назад. Потом о нем забыли, и изначальный состав этого стройматериала был утерян. Однако в XIX веке бетон изобрели поновому.
Промышленный подъем и последовавший за ним строительный бум требовали крепкого и дешевого строительного материала. Лучшим решением стало изобретение качественного вяжущего материала для производства бетона. В 1824 году британец Джозеф Аспдин предложил собственную разработку — портландцемент. С тех пор эту смесь начали использовать в качестве связующего в бетонах и растворах.
Материал не был идеальным. В частности, строители столкнулись с проблемой слабости бетона к изгибу и растяжению. В связи с этим в начале ХХ века появился железобетон, в котором нагрузки на растяжение принимала на себя стальная арматура. Новый стройматериал сделал доступным возведение сложных конструкций — небоскребов, дамб, гидроэлектростанций и т.д.
Железобетон считается очень прочным материалом. Однако он не застрахован от появления трещин и микротрещин, через которые в бетон попадает влага. Это, в свою очередь, приводит к нежелательным последствиям: из-за водной эрозии снижается прочность постройки, армирующие элементы повреждаются коррозией, нарушается герметичность конструкции, возрастает риск появления плесени и грибков.
Для решения этой проблемы ученые принялись за разработки, призванные активизировать в строительном материале процессы самовосстановления. Основное направление — поиск самозалечивающегося, гибкого бетона, который сможет восстанавливаться при любых воздействиях и будет эффективно противостоять деформациям.
Один из методов придуман голландским ученым Хенком Джонкерсом. Он взял за основу свойство регенерации костей человека, при которой большую роль играет кальций, придающий прочность и пластичность скелету.
В состав голландской версии самовосстанавливающегося бетона входят бактерии Bacillus pseudofirmus и Sporosarcina pasteurii, которые способны выжить в щелочной среде, в том числе в бетоне. Бактериям не нужны дополнительные питательные вещества. При взаимодействии с водой они запускают реакцию по образованию карбоната кальция, содержащего 40% кальция. Таким образом, при попадании в бетон влаги данные бактерии выделяют известковое вещество, играющее роль «пластыря» для стройматериала.