미생물의 힘으로 콘크리트의 균열이 치료됩니다.

연구 개요

우리의 삶을 지원하는 사회 인프라를 구성하는 콘크리트 구조물은 균열과 철분이 녹슬어 그 기능을 수행 할 수 없습니다. 열화나 손상을 발견하면 곧바로 수리할 수 있으면 됩니다만, 인프라 구조물 내부에서 발생하는 손상을 찾기는 어렵고, 수리할 수 있어도 열화가 상당히 진행된 후에 대증요법적으로 실시하고 있는 것 가 현재입니다. 이러한 사회적 배경 아래, 인프라 구조물의 손상·열화를 최소한으로 유지하고, 신속하게 성능을 회복하고, 장수명화하기 위한 자기 치유 기술에 대해 연구하고 있습니다.

연구의 특징

콘크리트의 균열을 치유시킬 뿐만 아니라, 철근의 부식을 “멋대로” 억제하는 새로운 기술을 개발하고 있습니다. 철의 부식이란 산소와 물을 소비하면서 철이 녹아가는 현상입니다. 이러한 전기화학적 반응은 거기에 필요한 물질이 없어지면 진행되지 않습니다. 즉 콘크리트 내부의 산소가 줄어들면 철근의 부식 반응이 느려집니다. 사회 인프라 재료학에서는 이러한 현상에 주목하여 콘크리트 내부의 산소를 줄일 수 있는 재료의 탐색에서 연구를 진행하고 있습니다.

FE-SEM 이미지
산소 확산과 강재의 부식 반응

연구의 매력

최근 주목하고 있는 것은 콘크리트 내부에서 호흡하여 산소를 소비하고 이산화탄소를 내는 것으로 탄산칼슘에 의해 균열을 막는 호기성 미생물이라는 존재입니다. 그 중에서도 낫토균은, 알칼리성이 강한 환경에서도 생물대사(호흡)를 실시하는 것을 알 수 있었으므로, 그 활용에 대해 연구하고 있습니다. 사회 인프라라고 하는 연구 필드는 폭넓게, 토목×재료×미생물×센싱 기술이라고 하는 융합적인 연구 과제에 대해, 다른 전문 분야의 연구 동료와 제휴해, 자유로운 발상으로 창의 궁리하면서 새로운 가치를 창조할 수 있는 것이 대학 연구 의 매력 중 하나라고 생각합니다.

향후 전망

지금까지의 연구 성과를 살려, 실용화에 필요한 요소 기술을 한층 더 심화시켜, 사회 실증·실장을 향해 임해 나가고 싶습니다. 특히 다양한 환경에 건설되는 인프라 구조물에서 미생물이 기대대로 활동할 수 있는지, 언제까지 그 보수효과는 계속되는가 하는 과제는 장기적인 노출시험을 통해 검증을 거쳐야 합니다. 또한 이들을 감지하기 위한 감지 기술의 개발도 필수적이다. 가까운 장래, 실구조물에의 시험 시공에 의해 효과를 검증할 예정이므로, 사회 실장에의 스텝 업에 연결될 수 있으면(자) 기대하고 있습니다.

이 연구를 희망하는 사람들에게 메시지

사회 인프라라고 하는 연구 필드는 폭넓고, 다양한 공학 분야의 융합적인 연구 과제가 많은 것이 특징이라고 생각합니다. 지금까지 축적된 사회 인프라를 장수명화해, 앞으로 정비해 나가는 미래의 스마트한 사회 인프라에 여러분의 아이디어를 실현해 보지 않겠습니까?