Bakterien-Team

Bakterien-Team

Römischer Fischmann
"Popular Mechanics" №6, 2017

Das berüchtigte "Wohnproblem" kann nicht nur Menschen ruinieren. Nur Ziegel für den Bau werden etwa anderthalb Billionen pro Jahr produziert – dies ist eines der beliebtesten Produkte der modernen Zivilisation. Herkömmliche keramische Ziegel werden durch Brennen von Ton hergestellt, wobei viel Energie verbraucht wird. Dieser Prozess führt zur Freisetzung von Kohlendioxid in die Atmosphäre, die jährlich etwa 800 Millionen Tonnen beträgt. Aber das ist immer noch nicht genug. Hunderte Millionen Menschen leiden unter Wohnungsnot, und Experten sprechen von der Notwendigkeit, die Produktion zu erhöhen: mehr Energie, mehr Material, mehr Ziegel – mehr Häuser. Aber andere Experten schlagen vor, genauer hinzusehen.

Biozement und Biobrick

Ingwer-Dossier

Ausbildung: Cranbrook Academy of Arts, Architekt

Unternehmen: BioMASON

"Im Idealfall wollen wir etwas wie Pulver oder Konzentrat bekommen. In dieser Form kann das Material bequem auf die Baustelle geliefert werden. Es wird nur Wasser hinzufügen."

Mikroorganismen sind große Baumeister, die seit dem Präkambrium Erfahrungen gesammelt haben, als die ersten Arten der Biomineralisation auftauchten.Eine Reihe chemischer Prozesse in einer lebenden Zelle führen zur Bildung von Kalziumkarbonat, das sich in festen unlöslichen Sedimenten, Calcitablagerungen, Aragonit oder Vaterit ansammelt. Dies sind komplexe Mineralformationen, die manchmal leicht mit den Werken menschlicher Hände verwechselt werden können. Berge aus Kalkstein, Kreide, Marmor. Es ist möglich, die Biofällung von Calciumcarbonat in einem kleineren Maßstab zu beobachten. Kleine, harmlose und weit verbreitete Bodenbakterien Sporosarcina pasteurii lokale "Zementierung" und Verhärtung des Sandes verursachen. Bereits im Jahr 2008 schlug der Schwede Magnus Larsson vor, mit dieser Fähigkeit eine künstliche Grenze im Westen Afrikas vor wachsenden Wüsten zu schaffen. Später kam Ginger Dossier auf eine ähnliche Idee, die das Architekturbüro der American University of Sharjah in den Vereinigten Arabischen Emiraten leitete. Sie brachte die Technologie an ihre Grenzen, indem sie eine Methode zur "mikrobiologisch induzierten Fällung von Calciumcarbonat" (MICP) für die Herstellung von Bausteinen vorschlug. Wie traditionelle Ziegel und Zement beginnt alles mit Sand. Es wird in Formen gegossen, gemischt mit Calciumchlorid und Harnstoff – völlig sichere Substanzen,sogar als Lebensmittelzusatzstoffe verwendet (E509 und E927b). Es bleibt übrig, den "Zaubertrank" hinzuzufügen – eine bakterielle Droge S. Pasteurii– und in zwei bis fünf Tagen wird der Ziegel zu der erforderlichen Stärke verhärten.

Erfolgreich präsentierte das Projekt in internationalen Foren, sammelte Ginger Start-up-Finanzierung, gründete 2012 ein Startup BioMASON und fing an, Technologie zu verbessern. Bald wurde eine Pilotproduktion in North Carolina eröffnet, die in der Lage ist, pro Woche 500 bis 1500 "Bioblöcke" herzustellen. Sie werden bereits in vivo getestet und in der Zwischenzeit in BioMASON Methoden erarbeiten, um ungewöhnliche Ziegelsteine ​​zu erhalten, die in der Lage sind, Luftverschmutzung zu absorbieren, die Farbe je nach Luftfeuchtigkeit zu ändern oder einfach im Dunkeln zu leuchten.

Biofundament und Biodom

Während Ginger Dossier ihre ersten Experimente durchführte, experimentierten Studenten der Universität Newcastle mit Bazillen. Bacillus subtilis. GM-Linie Bacillafille entworfen, um Betonstrukturen zu reparieren. Bazillen dringen bis tief in die Ritzen vor und füllen sie mit Kalziumkarbonat, das durch das klebrige Polysaccharid Levan noch verstärkt wird.Um den Prozess zu kontrollieren, haben Biologen die Arbeit der Signalwege angepasst, durch die Bakterien ihre kollektive Aktivität koordinieren. Dies ermöglicht künstlich die aktive Synthese von Levan und Carbonat und die Bildung eines festen Films, der den Riss in der gesamten Bevölkerung füllt.

Lebende Wände

Speziell hergestellter Bazillus-Stamm Bacillafille Beständig gegen hohe Zement-typische pH-Werte, dringt in Risse ein und dichtet sie ab. Um ihr Verhalten zu kontrollieren, verwenden sie modifizierte Signalwege, die Bakterien im "Quorum-Sinn" nutzen und ihre gemeinsame Aktivität koordinieren.

Das Projekt erhielt eine unerwartete Entwicklung: Martin Dade-Robertson, Professor an der Newcastle University, machte auf die Tatsache aufmerksam, dass Bakterien unter hohem Druck gut wachsen. Erhebt es auf 10 atm., Der Wissenschaftler identifiziert 122 Gene, die in "eingeschaltet sind" B. subtilis unter solchen extremen Bedingungen. Dade-Robertson schlägt vor, diese Funktion zu nutzen, um Stiftungen zu stärken. Es ist genug, dem Boden Mikroben hinzuzufügen, die Calciumcarbonat als Reaktion auf erhöhten Druck erzeugen, und es wird unter dem Gebäude natürlich zementieren, härter werdend, je höher die Belastung.

Einige Projekte ziehen das Interesse sehr ernsthafter Investoren auf sich.Und es ist noch lange nicht so weit, ganze Gebäude auf dem "Biofundament" und "Biobausteinen" zu errichten, Bakterien können nach und nach auf die Baustelle dringen. Auch hier müssen wir die Universität von Newcastle erwähnen: Hier, am Lehrstuhl für Experimentelle Architektur, koordiniert Professor Rachel Armstrong mit Unterstützung der Europäischen Union die Umsetzung des Projekts Living Architecture (Lebende Architektur, LiAr). Wissenschaftler von LiAr Versuchen Sie, Mikroben in die bereits verwendeten Keramikziegel zu bringen. Im Herbst 2016 präsentierte das Armstrong-Team einen Prototyp von "fortgeschrittenen" Ziegeln, in deren Hohlräumen ein Cocktail aus Substanzen und Mikroorganismen eingeführt wurde, der sie in mikrobielle Brennstoffzellen umwandelt, die Elektrizität erzeugen und gleichzeitig die Luft oder das Wasser reinigen. Durch die Zusicherung der Projektteilnehmer LiArist es möglich, die Technologie in zehn Jahren auf das fertige Niveau zu bringen. Die Produktion in großem Maßstab wird solche Ziegel nicht viel teurer machen als die traditionellen, und zu dieser Zeit werden anscheinend vollständig "mikrobielle" Baumaterialien rechtzeitig ankommen.


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