生物制造,这个名词听起来也许让你首先联想到生物制药或高级生物燃料。然而,该领域的应用已经远远超出了这些范畴。从乙醇到可降解塑料(如聚乳酸),生物制造正在悄无声息地改变我们的日常生活。最近,这一技术还涉足了一个看似不太可能的领域:房屋建造。 目前,生物制造在建筑领域的主要应用包括但不限于“自修复混凝土”“生物水泥”以及“菌丝材料”。这些创新性的应用不仅展示了生物制造在建筑工程中的巨大潜力,也为我们打开了一个全新的研究和应用维度。 荷兰微生物学家Hendrik Jonkers受到人体骨细胞通过钙化自我修复的机制启发,研发出了一种名为“生物混凝土”的材料,其突出特点便是具备自我修复能力。生物混凝土中含有一种名为芽孢杆菌的微生物,这种微生物能在石灰环境中生存,并能在缺乏食物和氧气的条件下以孢子形式存活近两百年。 当这种芽孢杆菌与乳酸钙混合用于生产混凝土时,一旦混凝土出现裂缝,渗透进来的雨水便会唤醒休眠的孢子。这些复苏的孢子开始消耗乳酸钙,并释放钙离子,与水中的碳酸根离子反应生成碳酸钙(石灰石),从而自动修复裂缝。 完成修复后,由于雨水不再渗透进来,生长环境被破坏,孢子将重新进入休眠状态,待机应对未来的损伤。研究显示,这种生物混凝土能在约三周内自行修复宽度约0.5毫米的裂缝,极大地延长了建筑物的使用寿命。
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