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“活体混凝土”横空出世!蓝藻细菌制成 具有自我修复、繁殖功能

2020-01-16 17:04 前瞻网   

 

“活体混凝土”横空出世!蓝藻细菌制成 具有自我修复、繁殖功能

继最近轰动一时的全球首个“活体机器人”被曝光后,日前引领未来式建筑的“活体混凝土”又横空出世。

这种“活体混凝土”是由科罗拉多大学博尔德分校(University of Colorado Boulder)的科学家们研发的,它们由混合沙子,凝胶和细菌制成,具有自我生长、自我修复的强大功能,而且这种材料能大大降低碳足迹。

混凝土是全世界使用量最大的建筑材料之一,但无论怎样加强这种材料的强度,所有的混凝土到最后一定会产生龟裂,长期失修甚至会导致建筑物的的坍塌,因此长期以来专业人士都在寻找一种更为可靠的材料。

此外,水泥的生产--水泥是制成混凝土的胶凝材料--就占了二氧化碳排放量的6%,混凝土固化后也会释放二氧化碳,这些都不利于生态环保。

而新型“活体混凝土”正好弥补了传统混凝土的短板。

据悉,这种新型材料中包含了一种拥有35亿年历史的蓝藻细菌。蓝藻细菌通过无性方式繁殖,在干燥、低温和长期黑暗等条件下,可形成休眠状态的静息孢子,在适宜条件下又可继续生长。

科学家们在后来的实验中也展现了这种细菌的特性。他们将沙子、含有水分和营养物质的水凝胶以及蓝藻细菌放入一个容器内,结果发现这些微生物能从空气中吸收二氧化碳,形成碳酸钙,而碳酸钙是水泥的主要成分。这样就能将砂、石等材料凝合起来。

后来,科学家还将这种材料制成的砖块劈成两半,结果发现在多余沙子,水凝胶和营养物质的帮助下,它们生长成两个完整的砖块;而且一块母砖在经过三次“繁殖”后最多可生成八块砖块。

对此科学家表示,这表明这种“活体混凝土”能够自我修复裂缝,并且显示出了“指数级”的创造能力。这不仅能降低未来建筑物的安全风险,而且还能减少二氧化碳的排放量。

但同时在制作者中活体材料时,科学家还面临一大难题。为了获得最大的强度,混凝土需要完全干燥,但这会增加细菌的压力,降低其生存能力。

因此为了保证微生物的存活,实现最佳的相对湿度和温度是至关重要的。

不过科学家认为这或许能够成为控制该材料生长的开关,当需要自我修复时,则调至最佳湿度和温度,否则就关闭。

这种用细菌制造的新材料不仅将在未来建筑上大放异彩,甚至将成为人类殖民外星的重要帮手。

比如在殖民火星时,我们只需要带上“脱水”的各种建筑材料,加入水后,它们就能自我生长一幢幢建筑物,这不比将一袋袋水泥运到火星更为高级吗?

该研究发表在《Matter》杂志上。

资料参考:https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-7890291/Scientists-create-living-concrete-using-sand-gel-bacteria.html

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责任编辑: 3976DBC

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