微生物新妙用,混凝土內的細菌可以當天然的建築倒塌預警系統嗎?

作者 | 發布日期 2021 年 08 月 12 日 10:32 | 分類 環境科學 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


微生物生命力頑強,能生存在極地、荒漠、有毒環境甚至是太空等各種極端的地方,若是如此,他們在混凝土裡面應該可以活得還不錯。最近美國科學家就想說混凝土內的微生物,或許可以當作天然的建築倒塌預警系統。

美國德拉瓦大學團隊正對混凝土中的微生物,展開一系列研究,想了解這些微生物為什麼會在混凝土中,牠們在裡面過的好嗎?未來可不可以用牠們來檢測混凝土的強度?

團隊先將 40 罐混凝土分成兩批,一批是標準製程混凝土,容易因鹼-氧化矽反應(alkali-silica reaction,ASR)而龜裂或降解,另一個則是參雜燃煤飛灰(Fly ash)的環保型混凝土,把這兩批放在屋頂上兩年,期間每六週採集一次 DNA 樣本。

不過上面的 DNA 來源相當複雜,論文第一作者 Anders Kiledal 表示,可能是動物、也可能是人,除此之外,環境也可能會帶來一些「污染物」,甚至試劑也會造成污染,目前正努力獲得純淨的樣本。團隊去除雜質後發現,樣本中 50%~60% 細菌主要是附著在礫石、砂石等混凝土前體材料上,其他則是從縫隙中進入混凝土中,

研究指出,最常見的細菌則是變形菌門、厚壁菌門、放線菌門。而無論這些細菌一開始就在內、還是後來者,隨著時間推移牠們的數量會愈來愈少,研究團隊還發現每到夏季數量就會多出現反彈。

考量到混凝土裡面的環境,細菌會愈來愈少也不奇怪,不過團隊更好奇的是 ,混凝土裡面有什麼東西可以細菌吃?第一作者 Julie Maresca 表示,牠們可能吃著其他微生物的屍體,如果沒東西吃,就會進入休眠狀態,直到下雨時在醒來繼續吃,在繼續休眠。

顯然混凝土環境對細菌來說也不怎麼友好,後來的細菌或許還會覺得誤入荒漠,研究團隊除了上述的細菌之外,也有在混凝土發現弓形菌屬、鹽水球菌屬、Modesto Bacteria、Rheinheimera、 Lawsonella 和 Bryobacter 等細菌,更認為這些細菌與混凝土的降解反應有關,未來或許可以把牠們當作建築倒塌風險的警示系統。

展望未來,若是研究順利,這些細菌也可以用在修補或凝土上。不過目前這些細菌都活不久,也需要更多的研究資料,團隊接下來也打算在現實建築採集樣本進行下一步研究。

(首圖來源:德拉瓦大學

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