Wissenschaftler haben mithilfe von Sand, Gel und Bakterien einen sogenannten lebendigen Beton entwickelt.
Laut Forschern hat dieser Baustoff eine tragende Funktion, kann sich selbst heilen und ist umweltfreundlicher als Beton – nach Wasser das am zweithäufigsten verbrauchte Material auf der Erde.
Das Team von der University of Colorado Boulder glaubt, dass ihre Arbeit den Weg für zukünftige Gebäudestrukturen ebnet, die „ihre eigenen Risse heilen, gefährliche Giftstoffe aus der Luft saugen oder sogar auf Befehl leuchten können“.
Wil Srubar, der das Living Materials Laboratory an der University of Colorado Boulder leitet und einer der Studienautoren ist, sagte:„Wir verwenden bereits biologische Materialien in unseren Gebäuden, wie Holz, aber diese Materialien leben nicht mehr.“
„Wir fragen:Warum können wir sie nicht am Leben erhalten und diese Biologie auch etwas Gutes tun lassen?“
Für ihre Experimente arbeitete das Team mit Cyanobakterien – grünen Mikroben, die im Wasser leben und ihre eigene Nahrung herstellen können.
Obwohl diese Bakterien ziemlich klein und normalerweise einzellig sind, wachsen sie oft in Kolonien, die groß genug sind, um gesehen zu werden.
Das Team erstellte ein Gerüst aus Sand und Hydrogel, in dem die Bakterien wachsen konnten.
Das Hydrogel enthält Feuchtigkeit und Nährstoffe, die es den Bakterien ermöglichen, sich zu vermehren und zu mineralisieren, ein Prozess, der der Bildung von Muscheln im Ozean ähnelt.
Diese Mikroben absorbieren Kohlendioxid aus der Luft und stellen Calciumcarbonat her, den Hauptbestandteil von Zement.
Herr Srubar sagte:„Es ist sehr ähnlich, wie knusprige Leckereien aus Reis zuzubereiten, bei denen Sie das Marshmallow härter machen, indem Sie kleine Stückchen harter Partikel hinzufügen.“
Das Team sagte, dass ihr Hydrogel-Sandstein auch in der Lage ist, sich zu reproduzieren und Selbstheilungskräfte zu demonstrieren.
Forscher stellten beim Teilen eines im Labor gezüchteten Ziegels in zwei Hälften fest, dass er mit Hilfe von etwas zusätzlichem Sand, Hydrogel und Nährstoffen in zwei vollständige Ziegel wuchs.
Herr Srubar sagte:„Es demonstriert wirklich die Fähigkeit der exponentiellen Materialherstellung.“
Die Forschung befindet sich noch in einem frühen Stadium und das Team sagte, dass weitere Anstrengungen unternommen werden müssen, um einige der Nachteile zu beheben.
Die Cyanobakterien des Teams brauchen zum Beispiel feuchte Bedingungen, um zu überleben, also arbeiten Herr Srubar und sein Team daran, Mikroben gentechnisch zu manipulieren, die widerstandsfähiger gegen Austrocknung sind, damit sie am Leben und funktionsfähig bleiben.
Die Forschung wird in der Zeitschrift Matter veröffentlicht .