星期三, 5月 20

可自動修復裂縫的 “孢芽桿菌混凝土”

荷蘭代爾夫特理工大學微生物家造出了類似的酷材料:自動癒合的“生物混凝土”,能在一種產石灰石細菌的幫助下有效修復自身裂縫。
  


混凝土是世界上最普遍的建築材料,無論多麼細心地混合加固,所有的混凝土最終都會產生裂縫,有時裂縫還會導致建築物倒塌。因此人們一直在想方設法讓混​​凝土更加耐用。“混凝土裂縫會產生滲漏。如果牆壁地板上有裂縫,地下室、車庫就可能進水,水滲入混凝土內的鋼筋會使鋼筋鏽蝕,建築物就有垮塌的風險。”代爾夫特理工大學微生物教授漢克·約克斯說,“我們發明了一種生物混凝土——利用微生物自動癒合的混凝土。”

據外媒報導,約克斯自2006年起就開始研究這種“生物混凝土”。當時一名混凝土技術專家提出,可否用細菌讓混凝土自行修復。解決這一問題面臨許多挑戰。混凝土就像岩石一樣,非常乾燥而且鹼性極強,“修復細菌”在被水激活之前,必須長年處於休眠狀態。約克斯最終選擇了孢芽桿菌,因為它們喜歡鹼性環境,產生的孢子在沒有食物和氧氣的情況下能存活幾十年。

約克斯說:“之後的難題是,細菌不僅要能在混凝土中被激活,還要能產生修復材料——石灰石。”細菌必須有食物。糖是一種選擇,但糖會讓混凝土變軟變脆弱。最後他選擇了乳酸鈣。約克斯把細菌和乳酸鈣裝進生物降解塑料做成的膠囊,然後把膠囊加入到濕的混凝土中混合。

生物混凝土看起來和普通混凝土一樣,只是添加了額外成分“癒合劑”。混凝土出現裂縫後,水進入裂縫打開膠囊,細菌則開始發芽、增殖並食用乳酸鈣,通過代謝把鈣和碳酸離子結合,形成方解石或石灰石,逐漸彌合裂縫。

約克斯希望,這種混凝土能開啟一個生物建築的新時代。“這是自然與建築材料的結合,大自然無償供給我們很多有用東西——比如這種產石灰石的細菌。如果我們把它填充到建築材料中,確實很有益處。這是以一種新理念把自然與建築環境結合在一起的好例子。”
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