“活體混凝土”橫空出世!藍(lán)藻細(xì)菌制成 具有自我修復(fù)、繁殖功能
文章出處:本站 人氣:10563 發(fā)表時間:2020-02-19 09:46:21
繼近轟動時的全球個“活體機(jī)器人”被曝光后,日前引未來式建筑的“活體混凝土”又橫空出世。
這種“活體混凝土”是由科羅拉多大學(xué)博爾德分校(University of Colorado Boulder)的科學(xué)家們研發(fā)的,它們由混合沙子,凝膠和細(xì)菌制成,具有自我生長、自我修復(fù)的強(qiáng)大功能,而且這種材料能大大降低碳足跡。
混凝土是全使用量大的建筑材料之,但無論怎樣加強(qiáng)這種材料的強(qiáng)度,所有的混凝土到后定會產(chǎn)生龜裂,長期失修甚至?xí)?dǎo)致建筑物的的坍塌,因此長期以來專業(yè)人士都在尋找種更為可靠的材料。
此外,水泥的生產(chǎn)--水泥是制成混凝土的膠凝材料--就占了二氧化碳排放量的6%,混凝土固化后也會釋放二氧化碳,這些都不利于生態(tài)環(huán)保。
而新型“活體混凝土”正好彌補(bǔ)了傳統(tǒng)混凝土的短板。
據(jù)悉,這種新型材料中包含了種擁有35億年歷史的藍(lán)藻細(xì)菌。藍(lán)藻細(xì)菌通過無性方式繁殖,在干燥、低溫和長期黑暗等條件下,可形成休眠狀態(tài)的靜息孢子,在適宜條件下又可繼續(xù)生長。
科學(xué)家們在后來的實驗中也展現(xiàn)了這種細(xì)菌的特性。他們將沙子、含有水分和營養(yǎng)物質(zhì)的水凝膠以及藍(lán)藻細(xì)菌放入個容器內(nèi),結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些微生物能從空氣中吸收二氧化碳,形成碳酸鈣,而碳酸鈣是水泥的主要成分。這樣就能將砂、石等材料凝合起來。
后來,科學(xué)家還將這種材料制成的磚塊劈成兩半,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在多余沙子,水凝膠和營養(yǎng)物質(zhì)的幫助下,它們生長成兩個完整的磚塊;而且塊母磚在經(jīng)過三次“繁殖”后多可生成八塊磚塊。
對此科學(xué)家表示,這表明這種“活體混凝土”能夠自我修復(fù)裂縫,并且顯示出了“指數(shù)級”的創(chuàng)造能力。這不僅能降低未來建筑物的安全風(fēng)險,而且還能減少二氧化碳的排放量。
但同時在制作者中活體材料時,科學(xué)家還面臨大難題。為了獲得大的強(qiáng)度,混凝土需要完全干燥,但這會增加細(xì)菌的壓力,降低其生存能力。
因此為了保證微生物的存活,實現(xiàn)佳的相對濕度和溫度是至關(guān)重要的。
不過科學(xué)家認(rèn)為這或許能夠成為控制該材料生長的開關(guān),當(dāng)需要自我修復(fù)時,則調(diào)至佳濕度和溫度,否則就關(guān)閉。
這種用細(xì)菌制造的新材料不僅將在未來建筑上大放異彩,甚至將成為人類殖民外星的重要幫手。
比如在殖民火星時,我們只需要帶上“脫水”的各種建筑材料,加入水后,它們就能自我生長幢幢建筑物,這不比將袋袋水泥運到火星更為高級嗎?
該研究發(fā)表在《Matter》雜志上。
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