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“活體混凝土”橫空出世!藍藻細菌制成 具有自我修復、繁殖功能

文章出處:本站    人氣:657    發表時間:2020-02-19 09:46:21

繼近轟動時的全球個“活體機器人”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”是由科羅拉多大學博爾德分校(University of Colorado Boulder)的科學家們研發的,它們由混合沙子,凝膠和細菌制成,具有自我生長、自我修復的強大功能,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,但無論怎樣加強這種材料的強度,所有的混凝土到后定會產生龜裂,長期失修甚至會導致建筑物的的坍塌,因此長期以來專業人士都在尋找種更為可靠的材料。


此外,水泥的生產--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,這些都不利于生態環保。


而新型“活體混凝土”正好彌補了傳統混凝土的短板。


據悉,這種新型材料中包含了種擁有35億年歷史的藍藻細菌。藍藻細菌通過無性方式繁殖,在干燥、低溫和長期黑暗等條件下,可形成休眠狀態的靜息孢子,在適宜條件下又可繼續生長。


科學家們在后來的實驗中也展現了這種細菌的特性。他們將沙子、含有水分和營養物質的水凝膠以及藍藻細菌放入個容器內,結果發現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,科學家還將這種材料制成的磚塊劈成兩半,結果發現在多余沙子,水凝膠和營養物質的幫助下,它們生長成兩個完整的磚塊;而且塊母磚在經過三次“繁殖”后多可生成八塊磚塊。


對此科學家表示,這表明這種“活體混凝土”能夠自我修復裂縫,并且顯示出了“指數級”的創造能力。這不僅能降低未來建筑物的安全風險,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,科學家還面臨大難題。為了獲得大的強度,混凝土需要完全干燥,但這會增加細菌的壓力,降低其生存能力。


因此為了保證微生物的存活,實現佳的相對濕度和溫度是至關重要的。


不過科學家認為這或許能夠成為控制該材料生長的開關,當需要自我修復時,則調至佳濕度和溫度,否則就關閉。


這種用細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?


該研究發表在《Matter》雜志上。


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