“生物混凝土”可自動修復裂縫
- 發佈時間:2015-05-19 01:30:36 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
科技日報北京5月18日電 (記者常麗君)還記得《終結者》電影裏那個受傷後能自動癒合的機器人嗎?它的神奇能力要歸功於液態金屬合金。最近,荷蘭代爾夫特理工大學微生物家造出了類似的酷材料:自動癒合的“生物混凝土”,能在一種産石灰石細菌的幫助下有效修復自身裂縫。
混凝土是世界上最普遍的建築材料,無論多麼細心地混合加固,所有的混凝土最終都會産生裂縫,有時裂縫還會導致建築物倒塌。因此人們一直在想方設法讓混凝土更加耐用。“混凝土裂縫會産生滲漏。如果墻壁地板上有裂縫,地下室、車庫就可能進水,水滲入混凝土內的鋼筋會使鋼筋銹蝕,建築物就有垮塌的風險。”代爾夫特理工大學微生物教授漢克·約克斯説,“我們發明瞭一種生物混凝土——利用微生物自動癒合的混凝土。”
據雅虎網站17日報道,約克斯自2006年起就開始研究這種“生物混凝土”。當時一名混凝土技術專家提出,可否用細菌讓混凝土自行修復。解決這一問題面臨許多挑戰。混凝土就像岩石一樣,非常乾燥而且鹼性極強,“修復細菌”在被水激活之前,必須長年處於休眠狀態。約克斯最終選擇了孢芽桿菌,因為它們喜歡鹼性環境,産生的孢子在沒有食物和氧氣的情況下能存活幾十年。
約克斯説:“之後的難題是,細菌不僅要能在混凝土中被激活,還要能産生修復材料——石灰石。”細菌必須有食物。糖是一種選擇,但糖會讓混凝土變軟變脆弱。最後他選擇了乳酸鈣。約克斯把細菌和乳酸鈣裝進生物降解塑膠做成的膠囊,然後把膠囊加入到濕的混凝土中混合。
生物混凝土看起來和普通混凝土一樣,只是添加了額外成分“癒合劑”。混凝土出現裂縫後,水進入裂縫打開膠囊,細菌則開始發芽、增殖並食用乳酸鈣,通過代謝把鈣和碳酸離子結合,形成方解石或石灰石,逐漸彌合裂縫。
約克斯希望,這種混凝土能開啟一個生物建築的新時代。“這是自然與建築材料的結合,大自然無償供給我們很多有用東西——比如這種産石灰石的細菌。如果我們把它填充到建築材料中,確實很有益處。這是以一種新理念把自然與建築環境結合在一起的好例子。”
總編輯圈點
生物混凝土的創造讓人不禁想起2008年諾貝爾生理學和醫學獎獲得者哈拉爾德·楚爾·豪森的著名發現——自愈。這個用來闡釋人體和其他生命體在遭遇外來侵害或出現內在變異等危害生命情況時維持個體存活的醫學現象,如今被用在現代工業的生命支撐體——建築之上。跨界總是帶給人們無盡的想像力,當具有自發性的自愈過程被展現于混凝土之中,建築物將迎來新的“生命”,它將成為大自然的一部分,具有“生長”的能力。有時,科學家帶給我們的驚喜遠比科幻電影更值得期待。
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