Nhóm vi khuẩn

Nhóm vi khuẩn

Roman Fishman
"Cơ học phổ biến" №6, 2017

"Vấn đề nhà ở" khét tiếng có thể làm hỏng không chỉ mọi người. Chỉ gạch xây dựng được sản xuất khoảng một nghìn rưỡi nghìn tỷ mỗi năm – đây là một trong những sản phẩm phổ biến nhất của nền văn minh hiện đại. Gạch gốm thông thường được làm bằng cách nung đất sét, tiêu tốn rất nhiều năng lượng. Quá trình này dẫn đến việc giải phóng carbon dioxide vào khí quyển, với số lượng khoảng 800 triệu tấn mỗi năm. Nhưng điều này vẫn chưa đủ. Hàng trăm triệu người đang trải qua tình trạng thiếu nhà ở, và các chuyên gia đang nói về sự cần thiết phải tăng sản lượng: nhiều năng lượng, nhiều vật liệu hơn, nhiều gạch hơn – nhiều ngôi nhà hơn. Nhưng các chuyên gia khác cho thấy một cái nhìn gần hơn.

Biocement và biobrick

Ginger Dossier

Giáo dục: Cranbrook Academy of Arts, kiến ​​trúc sư

Công ty: bioMASON

"Lý tưởng nhất là, chúng tôi hướng đến lấy một thứ gì đó như bột hoặc cô đặc. Ở dạng này, vật liệu có thể được chuyển đến địa điểm xây dựng một cách thuận tiện. Nó sẽ chỉ là thêm nước."

Vi sinh vật là những người xây dựng vĩ đại, những người đã tích lũy kinh nghiệm từ thời tiền sử, khi những cách đầu tiên của sự hình thành sinh khối xuất hiện.Một số quá trình hóa học trong một tế bào sống dẫn đến sự hình thành canxi cacbonat, tích lũy trong trầm tích không tan rắn, trầm tích canxit, aragonit hoặc vaterit. Đây là những dạng khoáng phức tạp đôi khi dễ dàng bị nhầm lẫn với các tác phẩm của bàn tay con người. Núi đá vôi, đá phấn, đá cẩm thạch. Có thể quan sát khả năng phản ứng sinh học của calcium carbonate ở quy mô nhỏ hơn. Vi khuẩn đất nhỏ, vô hại và phổ biến rộng rãi Sporosarcina pasteurii gây ra địa phương "xi măng" và cứng của cát. Vào năm 2008, Swedes Magnus Larsson đã đề xuất sử dụng khả năng này để tạo ra một biên giới nhân tạo ở phía tây châu Phi trước sự phát triển của sa mạc. Sau đó, Ginger Dossier đã đưa ra một ý tưởng tương tự, sau đó đứng đầu bộ phận kiến ​​trúc tại Đại học Sharjah ở UAE. Bà đã đưa công nghệ này đến giới hạn hợp lý của nó bằng cách đề xuất một phương pháp "kết tủa sinh học của canxi cacbonat" (MICP) để sản xuất gạch xây dựng. Giống như gạch và xi măng truyền thống, tất cả bắt đầu bằng cát. Nó được đổ thành các dạng, trộn với canxi clorua và urê – các chất hoàn toàn an toàn,thậm chí được sử dụng làm phụ gia thực phẩm (E509 và E927b). Nó vẫn còn để thêm "thuốc ma thuật" – một loại thuốc vi khuẩn S. pasteurii, – và trong hai đến năm ngày gạch sẽ cứng lại với sức mạnh cần thiết.

Trình bày thành công dự án trên các diễn đàn quốc tế, Ginger đã thu được kinh phí khởi nghiệp, năm 2012 đã thành lập một startup bioMASON và bắt đầu cải tiến công nghệ. Chẳng bao lâu một sản xuất thí điểm được mở ở Bắc Carolina, có khả năng sản xuất từ ​​500 đến 1.500 "viên gạch sinh học" mỗi tuần. Họ đã được thử nghiệm in vivo, và trong thời gian chờ đợi bioMASON làm việc ra các phương pháp để có được gạch bất thường – có khả năng hấp thụ ô nhiễm từ không khí, thay đổi màu sắc tùy thuộc vào độ ẩm hoặc chỉ phát sáng trong bóng tối.

Biofundament và biodom

Trong khi Ginger Dossier thực hiện thí nghiệm đầu tiên của mình, sinh viên tại Đại học Newcastle đã thử nghiệm với trực khuẩn. Bacillus subtilis. Dòng GM Bacillafilla được thiết kế để sửa chữa các kết cấu bê tông. Thâm nhập sâu vào các vết nứt, trực khuẩn thực hiện khoáng và điền nó với canxi cacbonat, đó là tiếp tục tăng cường bởi dính polysaccharide Levan.Để kiểm soát quá trình này, các nhà sinh vật học đã điều chỉnh công việc của các đường dẫn tín hiệu theo đó vi khuẩn phối hợp hoạt động tập thể của chúng. Điều này cho phép nhân tạo kích thích sự tổng hợp hoạt động của Levan và cacbonat và sự hình thành của một màng rắn lấp đầy vết nứt trong toàn bộ dân số.

Tường sống

Loét trực khuẩn đặc biệt được tạo ra Bacillafilla chống lại các giá trị pH cao điển hình cho xi măng, thâm nhập vào các vết nứt và niêm phong chúng. Để kiểm soát hành vi của chúng, chúng sử dụng các con đường truyền tín hiệu được sửa đổi, mà vi khuẩn sử dụng trong “ý nghĩa đại biểu”, phối hợp hoạt động chung của chúng.

Dự án đã nhận được một sự phát triển bất ngờ: Martin Dade-Robertson, một giáo sư tại Đại học Newcastle, đã thu hút sự chú ý đến thực tế rằng vi khuẩn phát triển tốt dưới áp lực cao. Nâng nó lên 10 atm., Các nhà khoa học xác định 122 gen được "bật" trong B. subtilis trong điều kiện khắc nghiệt như vậy. Dade-Robertson đề xuất sử dụng tính năng này để tăng cường nền móng. Nó là đủ để thêm vi khuẩn vào đất, tạo ra cacbonat canxi để đáp ứng với áp lực gia tăng, và nó sẽ tự nhiên xi măng dưới tòa nhà, trở nên khó khăn hơn, tải trọng càng cao.

Một số dự án thu hút sự quan tâm của các nhà đầu tư rất nghiêm túc.Và mặc dù nó vẫn còn xa cách dựng lên toàn bộ các tòa nhà trên "biofundament" và từ "gạch sinh học", vi khuẩn có thể xâm nhập dần vào công trường xây dựng. Ở đây một lần nữa chúng ta sẽ phải đề cập đến Đại học Newcastle: ở đây, tại Khoa Kiến trúc thực nghiệm, Giáo sư Rachel Armstrong, với sự hỗ trợ của Liên minh châu Âu, phối hợp thực hiện dự án Kiến trúc sống (Kiến trúc sống, LiAr). Các nhà khoa học từ LiAr cố gắng mang vi khuẩn vào những viên gạch gốm đã qua sử dụng. Vào mùa thu năm 2016, nhóm Armstrong đã trình bày một mẫu nguyên mẫu gạch “tiên tiến”, trong đó các loại chất và vi sinh vật được giới thiệu, biến chúng thành các tế bào nhiên liệu vi sinh có khả năng tạo ra điện, đồng thời làm sạch không khí hoặc sử dụng nước. Bởi sự đảm bảo của những người tham gia dự án LiAr, có thể đưa công nghệ đến mức sẵn sàng sử dụng trong mười năm. Sản xuất quy mô lớn sẽ làm cho những viên gạch như vậy không đắt hơn nhiều so với những loại gạch truyền thống, và vào thời điểm đó, rõ ràng, vật liệu xây dựng hoàn toàn “vi sinh” sẽ đến đúng lúc.


Like this post? Please share to your friends:
Trả lời

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