Living building materials - help from bacteria - Baumaterial, das sich vermehrt - durch die Nutzung von Bakterien - Forschungen an der University of Colorado Boulder

19.01.2020 23:35:56, Jürgen Auer, keine Kommentare

Für Gebäude wird oft Beton verwendet, dafür ist Zement notwendig. Aber dessen Herstellung setzt viel CO2 frei - durch die notwendige Erhitzung und direkt durch die chemische Reaktion.

Forscher an der University of Colorado Boulder beschäftigen sich mit Lösungen, die ganz andere "Techniken" nutzen. Wobei von "Techniken" eigentlich keine Rede sein kann: Die Forscher beschäftigen Bakterien.

Besonders interessant sind Cyanobakterien der Gattung Synechococcus. Unter den richtigen Bedingungen absorbieren diese Kohlendioxid, um zu wachsen und um Calciumcarbonat herzustellen. Das ist der Hauptbestandteil von Kalkstein, aus dem Zement gewonnen wird.

Cyanobakterienkolonien kommen in eine Lösung aus Sand und Gelatine. Unter den richtigen Bedingungen mineralisiert das Calciumcarbonat die Gelatine. Das Ergebnis sind feste, quasi gewachsene Steine.

Zusätzlich wird bei diesem Prozess CO2 aus der Luft entfernt, anstatt freigesetzt zu werden.
.

Building materials come alive with help from bacteria

https://www.colorado.edu/today/2020/01/15/building-materials-come-alive

.
Der Forscher Wil Srubar:

> “We already use biological materials in our buildings, like wood, but those materials are no longer alive,”

Wir nutzen schon biologische Materialien, etwa Holz. Aber diese Materialien leben nicht mehr, wenn sie verbaut werden. Die Forschungsfrage:

> “We’re asking: Why can’t we keep them alive and have that biology do something beneficial, too?”

Warum können wir nicht lebende Materialien nutzen?

> “It’s a lot like making rice crispy treats where you toughen the marshmallow by adding little bits of hard particles,”

Die Technik sei so, als ob man Reis zu knusprigen Leckereien macht, indem man einzelne Stücke harter Partikel hinzufügt, die das ganze deutlich zäher und stabiler machen.

Das Ergebnis ist auch hinreichend stabil und langlebig. Es weist ungefähr dieselbe Festigkeit auf wie der Mörtel, der heutzutage bereits verwendet wird.

Ein Stein läßt sich teilen - und beide Hälften wachsen wieder zu vollständigen Steinen. Und die Bakterien sind widerstandsfähig: Nach 30 Tagen und 3 Generationen lebten noch etwa 9 - 14 % der Bakterien. Bakterien, die Beton zur Selbstheilung zugesetzt werden, haben dagegen Überlebensraten von weniger als 1 Prozent.

Unter geeigneten Bedingungen können Bakterien exponentiell wachsen. Das ist deutlich schneller als übliche Herstellungsverfahren. Auch schneller als 3D-Druck.

Eine Imagination des Forschers: Leute lassen sich diverse Säcke mit trockenen Ausgangsmaterialien liefern. Diese werden geeignet gemischt und es wird Wasser hinzugefügt. Dann wachsen die Häuser vor Ort.

Den ausführlichen Text gibt es unter

Biomineralization and Successive Regeneration of Engineered Living Building Materials

https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(19)30391-1

Wichtig dabei:

> Living building materials (LBMs) were grown and regrown using physical switches

Indem man die Feuchtigkeit beeinflußt, läßt sich die Bakterienaktivität gewissermaßen an- und abschalten.

> In this work, we used photosynthetic microorganisms to biomineralize inert sand-gelatin scaffolds to create LBMs.

Ferner betreiben die ausgewählten Bakterien Photosynthese.

*
* (wird nicht angezeigt)
Die Erläuterungen zum Datenschutz habe ich gelesen und stimme diesen zu.