Биоматериал Xiriton предложен как природосовместимая альтернатива бетону

Ученые из Королевского нидерландского института морских исследований (NIOZ) представили материал, который может изменить подход к восстановлению прибрежных экосистем. Разработанный ими биобазированный композит Xiriton рассматривается как возможная замена бетона в проектах береговой защиты — и как субстрат, который способен поддерживать формирование природных экосистем, а не вытеснять их.

Материал создаётся из высушенных злаков, таких как мискантус или солончаковая трава Spartina anglica, в сочетании с пуццоланой, гашёной известью, морской водой, ракушками и песком. Учёные подчёркивают, что все компоненты доступны локально и не требуют применения пресной воды или энергозатратного производства. В отличие от традиционного цемента, выпускающего CO₂ при гидратации, Xiriton в процессе создания поглощает углекислый газ, а использование морской воды снижает экологический след изготовления.

В лабораторных испытаниях прочность материала постепенно увеличивалась. Через 63 дня тестирования в установке Fast Flow Fume, моделирующей интенсивное течение, образцы Xiriton показали значения, сопоставимые с альтернативными цементными смесями — включая варианты, вдохновлённые древнеримскими технологиями. Это подтвердило, что материал может выдерживать нагрузку, необходимую для развертывания в прибрежных зонах.

Учёные проверили и то, как новый материал ведёт себя в реальных условиях. В течение года блоки Xiriton находились на межливневой площадке в Йерсеке, где дважды в сутки полностью омывались морской водой. По итогам этих испытаний около 70% поверхности блоков был покрыт мидиями, устрицами, водорослями и другими организмами, которые используют твёрдые субстраты для оседания. В отличие от бетона, обладающего щёлочным pH около 13, поверхность Xiriton имеет pH порядка 8–9 — значения, более близкие к естественным условиям морской среды.

Авторы разработки объясняют, что многие современные инженерные конструкции в море — волнорезы, дамбы, защитные блоки — создаются из материалов, которые мало совместимы с морскими организмами и зачастую тормозят восстановление экосистем. При этом в ряде случаев требуются конструкции, способные сохранять форму лишь временно: по мере развития растительности и биоценозов они могут разрушаться естественным образом, освобождая место для природных структур.

— Мы ищем материалы, которые не причиняют вреда ни в краткосрочной, ни в долгосрочной перспективе, при этом не остаются в экосистеме навсегда, — объясняет исследователь Виктория Мэйсон.

Она подчёркивает, что свойства Xiriton можно менять: некоторые составы рассчитаны на постепенное разложение, другие — на многолетнюю сохранность, если проект требует длительной поддержки искусственных элементов.

Инициатор разработки, инженер Франк Бухер, отмечает, что Xiriton можно производить практически в любых масштабах, используя разные типы травы и даже бамбук, если их сбор осуществляется устойчивым способом. Он подчеркивает, что материал способен формировать строительные основы для конструкций до трёх этажей и не требует редких или энергоёмких компонентов.

Следующий этап — проверка возможности применения Xiriton в более сложных системах береговой защиты. Учёные изучают, как материал поведёт себя в составе волнорезов и укреплений, а также может ли он выполнять роль промежуточного субстрата при восстановлении устричных рифов и солончаков.

Разработчики считают, что сочетание биологической совместимости, локальности сырья, способности к поглощению CO₂ и сравнительно высокой прочности делает Xiriton перспективным инструментом в проектах устойчивой прибрежной инженерии. В отличие от бетона, который меняет химию среды и формирует долговечные искусственные структуры, новое решение стремится соединить инженерную задачу и природные процессы, позволяя экосистемам развиваться естественным образом.