Zespół Bakterii

Zespół Bakterii

Roman Fishman
"Popular Mechanics" №6, 2017

Znany "problem mieszkaniowy" może zrujnować nie tylko ludzi. Tylko cegły do ​​budowy są produkowane około półtora biliona rocznie – jest to jeden z najpopularniejszych produktów współczesnej cywilizacji. Konwencjonalne cegły ceramiczne wytwarzane są przez palenie gliny, zużywając dużo energii. Proces ten prowadzi do uwolnienia dwutlenku węgla do atmosfery, który wynosi około 800 milionów ton rocznie. Ale to wciąż nie wystarcza. Setki milionów ludzi doświadcza niedoborów mieszkań, a eksperci mówią o potrzebie zwiększenia produkcji: więcej energii, więcej materiałów, więcej cegieł – więcej domów. Ale inni eksperci proponują bliżej się przyjrzeć.

Biocement i biobrick

Ginger Dossier

Edukacja: Cranbrook Academy of Arts, architekt

Firma: bioMASON

"Idealnie, chcemy uzyskać coś w rodzaju proszku lub koncentratu: w tej formie materiał można wygodnie dostarczyć na plac budowy, wystarczy dodać wodę".

Mikroorganizmy są świetnymi budowniczymi, którzy zgromadzili doświadczenie od czasów prekambryjskich, kiedy pojawiły się pierwsze sposoby biomineralizacji.Szereg procesów chemicznych w żywej komórce prowadzi do powstania węglanu wapnia, który gromadzi się w stałym nierozpuszczalnym osadzie, osadach kalcytu, aragonicie lub walerycie. Są to skomplikowane formacje mineralne, które czasami można łatwo pomylić z dziełami ludzkich rąk. Góry wapienia, kreda, marmur. Możliwe jest obserwowanie bioprecypitacji węglanu wapnia w mniejszej skali. Małe, nieszkodliwe i rozpowszechnione bakterie glebowe Sporosarcina pasteurii powodować lokalne "cementowanie" i twardnienie piasku. W 2008 roku Szwedzi Magnus Larsson zaproponowali wykorzystanie tej zdolności do stworzenia sztucznej granicy na zachodzie Afryki przed rosnącą pustynią. Później Ginger Dossier wpadł na podobny pomysł, który następnie stał na wydziale architektury amerykańskiego uniwersytetu w Sharjah w ZEA. Doprowadziła technologię do granic logiki, proponując metodę "mikrobiologicznie indukowanego wytrącania węglanu wapnia" (MICP) do produkcji cegieł budowlanych. Podobnie jak tradycyjne cegły i cement, wszystko zaczyna się od piasku. Wlewa się go do postaci zmieszanych z chlorkiem wapnia i mocznikiem – całkowicie bezpiecznymi substancjami,nawet stosowane jako dodatki do żywności (E509 i E927b). Pozostaje dodać "magiczną miksturę" – lek bakteryjny S. pasteurii, – a za dwa do pięciu dni cegła stwardnieje do wymaganej siły.

Pomyślnie prezentując projekt na forach międzynarodowych, Ginger zebrał fundusze na start-up, w 2012 założył startup bioMASON i zaczęli ulepszać technologię. Wkrótce otwarto pilotażową produkcję w Północnej Karolinie, zdolną wyprodukować od 500 do 1500 "bio-cegieł" na tydzień. Są już testowane in vivo, aw międzyczasie w bioMASON opracować metody uzyskiwania niezwykłych klocków – zdolne do pochłaniania zanieczyszczeń z powietrza, zmiany koloru w zależności od wilgotności lub po prostu świecące w ciemności.

Biofundament i biodom

Podczas gdy Ginger Dossier przeprowadzała pierwsze eksperymenty, uczniowie z Newcastle University eksperymentowali z prątkami. Bacillus subtilis. Linia GM Bacillafilla przeznaczony do naprawy konstrukcji betonowych. Wnikając głęboko w szczeliny, bakterie przeprowadzają mineralizację i wypełniają ją węglanem wapnia, który jest dodatkowo wzmacniany przez lepki polisacharyd Levan.Aby kontrolować proces, biolodzy dostosowali pracę ścieżek sygnalizacyjnych, za pomocą których bakterie koordynują swoją zbiorową aktywność. Pozwala to na sztuczne stymulowanie aktywnej syntezy Lewana i węglanu oraz tworzenie się stałego filmu wypełniającego pęknięcie w całej populacji.

Żywe ściany

Specjalnie stworzony szczep Bacillus Bacillafilla odporny na wysokie wartości pH typowe dla cementu, wnika w pęknięcia i uszczelnia je. Aby kontrolować swoje zachowanie, używają zmodyfikowanych szlaków sygnałowych, których bakterie używają w sensie kworum, koordynując ich wspólną aktywność.

Projekt otrzymał niespodziewany rozwój: Martin Dade-Robertson, profesor Uniwersytetu Newcastle, zwrócił uwagę na fakt, że bakterie rosną dobrze pod wysokim ciśnieniem. Podnosząc go do 10 atm., Naukowiec zidentyfikował 122 geny, które są "włączone" B. subtilis w tak ekstremalnych warunkach. Dade-Robertson sugeruje użycie tej funkcji do wzmocnienia fundamentów. Wystarczy dodać drobnoustrojów do gleby, produkując węglan wapnia w odpowiedzi na zwiększone ciśnienie, i naturalnie cementuje się pod budynkiem, staje się twardszy, tym większe obciążenie.

Niektóre projekty przyciągają zainteresowanie bardzo poważnych inwestorów.I choć wciąż nie jest możliwe wzniesienie całych budynków na "biofundament" i "bio-cegiełkach", bakterie mogą stopniowo przenikać przez plac budowy. Tutaj znowu będziemy musieli wspomnieć University of Newcastle: tutaj, na Wydziale Architektury Eksperymentalnej, profesor Rachel Armstrong, przy wsparciu Unii Europejskiej, koordynuje realizację projektu Living Architecture (Żywa architektura, LiAr). Naukowcy z LiAr spróbuj wprowadzić mikroby do już użytych cegieł ceramicznych. Jesienią 2016 r. Zespół Armstronga zaprezentował prototyp "zaawansowanych" cegieł, w których wprowadzono koktajl substancji i mikroorganizmów, przekształcając je w mikrobiologiczne ogniwa paliwowe zdolne do wytwarzania energii elektrycznej, jednocześnie oczyszczając powietrze lub zużytą wodę. Zapewnienie uczestników projektu LiAr, możliwe jest doprowadzenie technologii do poziomu gotowości do użycia za dziesięć lat. Produkcja na dużą skalę sprawi, że cegły te nie będą dużo droższe od tradycyjnych, a do tego czasu na pewno dotrą na czas zupełnie "mikrobiologiczne" materiały budowlane.


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: