沙子結合活細菌,科學家開發出能增生的「活混凝土」

作者 | 發布日期 2020 年 01 月 17 日 13:06 | 分類 尖端科技 , 材料 , 生物科技 Telegram share ! follow us in feedly


由 1 塊混凝土磚變成 2 塊、2 塊變成 4 塊、4 塊變成 8 塊……科學家們最近將沙子結合活菌,開發出一種可以自我增生的「活混凝土」。研究人員表示,雖然新材料不會在短期內自己建出一棟房屋,但它可在建築受損時自我修復。

工程活體材料(engineered living materials,ELM)為一新興研究領域,科學家將生物(通常是細菌)添加到無生命材料中,讓原本是死物的材料能感知環境、甚至做出應對反應,近年來,研究人員已創造出可感應壓力、光、殺死有害細菌等各種工程活體材料。

2018 年時,美國羅格斯大學材料科學家 Ring Luo 團隊也將混凝土和一種稱為里氏木霉(Trichoderma reesei)的真菌混合,當牆面未被破壞時,這種真菌會處於休眠狀態,然而當牆面出現裂縫、水氣與空氣流入,休眠的真菌就會醒來,消耗能量然後沉澱碳酸鈣,慢慢修補裂縫。

最近,科羅拉多大學波德分校材料科學家 Wil Srubar 團隊將沙子結合聚球藻(Synechococcus)與明膠,發現也能將混合物轉變為固體磚塊,並且還能進一步增生。

聚球藻這種藍細菌會進行光合作用,吸收陽光、營養物質和二氧化碳吐出碳酸鈣,研究人員將包含聚球藻的液體與明膠、沙子混合倒入模具,冷卻後明膠凝固形成膠狀「支架」支撐細菌生長,而碳酸鈣將軟黏物質轉變為較硬的礦物質。

更特別的是如果將新形成的磚頭劈成兩半,然後添加一些新的沙子、明膠、營養素,細菌生命力之強可以繼續在 6 小時內讓磚頭長回原尺寸,實驗中,研究團隊讓 1 塊母磚增生至 8 塊。

Wil Srubar 表示,希望這種工程活體材料可以應用在未來的火星建築上,探測器無法攜帶大量建築材料,但可以攜帶細菌培養物,與當地砂土混合後就地硬化成房屋。新論文發表在《Matter》期刊。

(首圖來源:科羅拉多大學波得分校