Denna “levande” betong slurpar upp en växthusgas

February 13, 2022 paramo Svenska Artiklar 0

Byggnader kan vara ganska tråkiga. Även om deras arkitektur kan imponera, sitter materialen som utgör hus, skolor och skyskrapor för det mesta bara runt. Men forskare designar nya byggmaterial som reagerar på miljön och kan till och med hjälpa till att förbättra den. En grupp har nu utvecklat en “levande” betong. Bakterier inuti hjälper till att bilda materialet och göra mer av det. I processen suger denna betong en växthusgas ur luften och lagrar den. Det skulle vara bra för miljön.

Forskarna rapporterade sitt arbete i 5 februari Matter.

Betong består av sand eller stenar plus bindemedel – såsom cement – som håller samman blandningen. Miljarder kubikmeter betong produceras varje år. Det gör det till ett av de vanligaste byggmaterialen. Men all den betongen har en miljökostnad. Att göra det frigör mycket koldioxid.

Förklarare: CO2 och andra växthusgaser

Koldioxid är en potent, värmefångande växthusgas. De flesta vet att förbränning av fossila bränslen spyr ut mycket av denna gas. Så gör cement, inklusive det som används i betong. Cement står för mer än en tolftedel av all koldioxid som släpps ut i luften varje år.

Bakterier hjälper till att göra den nya betongen på ett annat sätt. Dessa mikrober drar ut koldioxid ur luften och använder den för att växa. I processen gör de ett mineral som hjälper till att härda den nya betongen, konstaterar Wil Srubar. Han är materialvetare vid University of Colorado Boulder. Han är också en del av teamet som utvecklade betongen. De grönfärgade bakterierna de använder gör för miljömässigt “grönare” betong, säger Srubar.

Hans team blandade mikroberna tillsammans med sand och gelatin. Sedan tillsatte de näringsämnen, som kalcium. Forskarna valde cyanobakterier (Sy-AN-oh-bak-TEER-ee-uh) för sina mikrober. Dessa är som bakterierna eller grönalgerna som växer i ett akvarium, förklarar Srubar. De trivs med koldioxid, använder den och ljus för att göra de sockerarter som driver deras tillväxt. Den processen är känd som fotosyntes.

Forskare säger: pH

När de fotosyntetiseras suger mikroberna ut koldioxid ur luften. Så den här processen “släpper inte ut kol. Det lagrar kol i materialen”, förklarar Anne Meyer. Som syntetisk biolog konstruerar hon bakterier för att tillverka material. Hon arbetar vid University of Rochester i New York och var inte involverad i denna studie.

När bakterierna fotosyntetiseras ökar de pH i blandningen. Denna mer grundläggande miljö gör att små kristaller av kalciumkarbonat bildas. Kalciumkarbonat är en viktig ingrediens i cement. Dessa bitar gör den nya betongen segare när den väl formas till tegelstenar och kyls. Genom att kyla blandningen hårdnar också gelatinet, på samma sätt som processen att göra jiggly desserter i köket.

College of Engineering and Applied Science vid University of Colorado Boulder

När byggnader komma till liv

För nu är det stora begränsningar. Det är därför Sarah Glaven misstänker att “levande byggmaterial inte kommer att ersätta våra befintliga byggmaterial när som helst snart.” Glaven är biolog vid Naval Research Laboratory i Washington, DC, och var inte involverad i denna studie.

Ändå är hon entusiastisk över hur biologi en dag kan spela en roll i konstruktionen av våra byggnader. Redan “bakterier finns överallt och över allt”, konstaterar Glaven. “Om vi ​​gör dem lyckliga kan de hjälpa till att reparera vårt material eller återanvända det.” Genom att odla nya blockmaterial från äldre block som de hade smält, visade forskarna hur en levande betong kan återvinnas.

Mikrober kan till och med ge material egenskaper som vi inte kan ge dem på andra sätt, tillägger hon. Ta till exempel självläkning. När vi får ett skärsår växer vår hud ut igen. “Om du har material som är levande kan de göra samma sak”, säger Glaven.

Levande material kan också interagera med människor på nya sätt. Srubar föreställer sig mikrobespetsade byggmaterial som avger en doft. De kanske parfymerar luften genom att släppa ut små molekyler som luktar som en doft av jordgubbar, kanske. Eller de kan avslöja om det finns för mycket koldioxid i luften genom att byta färg. De kanske till och med delar hemliga meddelanden, föreslår han, genom att avge färgat ljus under en specifik ljuskälla.

“Naturen har kommit på många riktigt coola saker som vi kan använda i vårt dagliga liv”, säger Srubar. “Vi måste bara vara lite mer uppmärksamma.”

Detta

är ett i a serier presenterar

Nyheter på

teknologi och innovation, möjliggjord med generösa Stöd från de Lemelson Fundament.