Вчені вирощують більш міцні матеріали за допомогою ціанобактерій

Дослідники виростили бактерії в матеріалах на основі піску, об’єднавши біологію та архітектуру для створення екологічних методів будівництва. Ціанобактерії зміцнюють матеріали та допомагають у фіксації CO2 за допомогою інноваційних методів виробництва, які поєднують робототехніку та біологічні процеси.

Інноваційний біодизайн для сталого будівництва

Дослідники успішно виростили бактеріальні клітини в будівельних матеріалах на основі піску, як повідомляється в Research Directions: Biotechnology Design , новому журналі Cambridge University Press.

Цей прорив є значним прогресом у галузі біодизайну, який поєднує біологічні та архітектурні інновації для створення більш стійких будівельних матеріалів. Інтегруючи живі організми в будівництво, цей підхід має на меті змінити спосіб проектування та будівництва конструкцій.

Ціанобактерії, відомі своїми унікальними біологічними властивостями, мають потенціал твердіння неорганічних матеріалів, таких як CO₂. Їх здатність впливати на навколишнє середовище підкреслює величезну цінність включення живих систем у промислові процеси, особливо в будівельному секторі.

Інноваційні технології адитивного виробництва

Стаття, яка фіксує це останнє дослідження потенційних матеріалів на основі піску, описує нову розробку процесу адитивного спільного виробництва. Зокрема, досліджуваний процес включає біологічне осадження бактерій – наприклад, ціанобактеріальне осадження карбонату кальцію – та його інтеграцію з роботизованим осадженням, а саме біосумішшю на основі піску, у робочому процесі архітектурного біовиробництва.

Зміцнення компонентів на основі піску за допомогою фотосинтезу

Після успішного вирощування двох штамів бактерій у потенційних будівельних матеріалах на основі піску дослідники використовували мікробіологічні протоколи, такі як вимірювання оптичної щільності та флуоресценції, щоб стежити за ростом і активністю бактерій. Це було зроблено з більш широкою метою збору світла за допомогою фотосинтезу та використання його для відкладення CO₂ і седиментації карбонату кальцію для зміцнення будівельних компонентів на основі піску.

Зрештою, дослідникам вдалося створити роботизовану систему осадження сумішей на основі піску. Співавторами статті стали дослідники Ізраїльського технологічного інституту Техніон у Хайфі, Ізраїль, на факультеті архітектури та містобудування та факультеті біотехнології та харчової інженерії.

На шляху до сталого будівництва в майбутньому

«Експерименти, представлені в нашому дослідженні, пропонують новий підхід до створення архітектурних компонентів на біобіологічній основі, потенційно здатних фіксувати вуглекислий газ протягом процесу адитивного спільного виготовлення», — пояснили вони.

«Суспільству потрібні шляхи до більш стійких будівельних матеріалів, і ми сподіваємося розробити один із цих шляхів».

«Ми сподіваємося, що результати нашого дослідження сприятимуть подальшій співпраці між архітекторами та біологами, створюючи та покращуючи будівельні матеріали та, Своєю чергою, сприяючи більш екологічному будівництву. Працюючи разом у різних дисциплінах, ми можемо знаходити інноваційні, несподівані рішення – і це те, чим варто захоплюватися».