Od stambenih objekata i nebodera, do umjetnih skulptura i puteva, beton se nalazi gdje kod pogledate i teško je zamisliti moderni svijet bez njega.

S obzirom da je jedan od najčešće korištenih materijala Zemlji kojeg je napravio čovjek, također igra veliku ulogu u globalnom zagađenju zahvaljujući energetski intenzivnoj proizvodnji. To znači da čak i najmanje promjene procesa proizvodnje mogu imati velik utjecaj na kvalitet zraka i okoline. Kako istraživanja nastavljaju pokazivati, naučnicima u ovom polju ne nedostaje ideja.

Beton se kao građevinski materijal koristi već milenij, a popularan je i dan danas – s dobrim razlogom. Jeftin je, snažan, jednostavan za napraviti i traje veoma dugo. Globalna upotreba betona danas stoji oko 30 milijardi tona godišnje, a očekuje se porast potražnje.

Masivni utjecaj betona na okoliš dolazi najviše od jednog ključnog sastojka: cementa. Njemu se dodaju pijesak, šljunak i voda i formira se mokri beton koji se može izlijevati u kalupe da bi se formirale strukture kako se suši, ali proizvodnja cementa je najintenzivniji proces u smislu zagađivanja.

Uključuje korištenje fosilnih goriva za zagrijavanje krečnjaka i gline do ekstremnih temperatura, oko 1.400 °C. Ovo ne samo da zahtijeva ogromne količine energije, već se krečnjak mora izvući iz zemlje i usitniti prije nego što se ispeče. Sam proces kuhanja također oslobađa ogromne količine uskladištenog ugljen dioksida, oko 600 kg u vrijednosti za svaku proizvedenu tonu cementa. Sve u svemu, proizvodnja cementa čini oko 8% globalnih emisija ugljika.

Krečnjak je ključni sastojak cementa, i ključni je fokus za naučnike koji istražuju kako dobiti više ekološke i prihvatljivije alternative. Za zamjenu su se počele koristiti vulkanske stijene. Za materijal treba se koristiti isto energetski-intenzivan način, ali ne sadrži skladišten ugljik koji se može ispustiti. Bilo je pokušaja i da se koristi otpadni materijal pod nazivom Belterra glina, koji bi zamijenio 50-60% krečnjaka.

Iako je otpornost betona njegova najatraktivnija karakteristika, to ne znači da nema mjesta za poboljšanje. Kada se pukotine stvore na betonu, voda može proći i uveliko umanjiti njegovu jačinu. Tada postaje skup za održavati, ili se mora u potpunosti mijenjati da bi se spriječio katastrofalni kolaps.

Tu u ‘igru’ ulazi oblik betona koji ima posebno ljepilo koje samo lijepo svoje pukotine, i puni ih gljivama. Jedna verzija tog samo-zacjeljujućeg betona verzija je s Politehničkog Instituta u Worcesteru, kod kojeg su se koristili enzimi pronađeni u ljudskoj krvi, te koji bi se mogli pretvoriti u betonski prah prije nego što se formira.

Kada se na betonu pojavi manja pukotina, taj enzim reaguje s CO₂ u zraku i proizvodi kalcij karbonatne kristale, koji onda popunjavaju pukotine. Pri testiranju, beton se pokazao sposobnim da sanira svoje vlastite pukotine u roku od 24 sata, a naučnici predviđaju da bi tehnologija mogla produžiti trajnost betonske strukture od 20 do 80 godina.

Još jedan od načina na koji naučnici žele da ojačaju izdržljivost betona je, možda i ne iznenađuje, najjači vještački materijal na svetu. Pokazalo se da ga ugradnja grafena u beton čini jačim i otpornijim na vodu, a prošle godine smo prvi put vidjeli kakav bi oblik mogao poprimiti u svijetu.