Wissenschaftler schaffen einen Baustoff aus lebenden Bakterien
Wissenschaftler haben Bakterien verwendet, um einen nachhaltigen Baustoff herzustellen, der lebendig ist und dazu beitragen kann, die Umweltbelastung der Bauindustrie zu verringern.
Wil Srubar von der University of Colorado Boulder und seine Kollegen haben Cyanobakterien der Gattung Synechococcus verwendet, um Bausteine in verschiedenen Formen herzustellen. Das Team kombinierte die Bakterien mit Gelatine, Sand und Nährstoffen in einer flüssigen Mischung und legte diese dann in eine Form. Bei Hitze und Sonnenlicht produzierten die Bakterien Calciumcarbonat-Kristalle um die Sandpartikel, ähnlich wie sich Muscheln im Ozean bilden.
Beim Abkühlen verfestigte die Gelatine die Mischung zu einer Gelform. Das Team dehydrierte dann das Gel, um es zu härten, wobei der gesamte Vorgang mehrere Stunden in Anspruch nahm.
Das Team vergleicht sein lebendes Material mit Beton, einer Mischung aus Kies, Sand und Zement in Kombination mit Wasser. Aber seine mechanischen Eigenschaften ähneln eher dem Mörtel, einem schwächeren Material, das normalerweise aus Zement und Sand besteht und sich zwischen den Ziegeln von Gebäuden befindet, sagt Srubar. Es ist noch nicht so stark wie normale Ziegel.
Ein Vorteil der Verwendung von Bakterien zur Herstellung des Betons besteht darin, dass sie weiter wachsen, wenn sie nicht vollständig dehydriert sind. Ein Stein kann geteilt werden, um davon zwei Steine mit etwas zusätzlichem Sand und Nährlösung herzustellen. Das Team zeigte, dass ein Ziegel nach mehreren Teilungen insgesamt bis zu acht Steine ergeben kann.
Das Verfahren hat das Potenzial, die energieintensive Betonherstellung umweltfreundlicher zu gestalten aufgrund seiner Abhängigkeit von der Photosynthese. „Beton ist nach Wasser das am zweithäufigsten verbrauchte Material auf der Erde“, sagt Srubar.
Die Arbeit wurde von der US-Verteidigungsbehörde für fortgeschrittene Forschungsprojekte (DARPA) finanziert, und Srubar sagt, das Team befindet sich derzeit in Gesprächen mit dem US-Verteidigungsministerium, um die Produktion des Betons zu steigern und dessen Verwendung im Bau zu steuern.
Die Forscher sagten jedoch, dass Cyanobakterien feuchte Bedingungen benötigen, um zu überleben – etwas, das in trockeneren Regionen der Welt nicht möglich ist. Sie arbeiten daran, Mikroben zu entwickeln, die widerstandsfähiger gegen Austrocknen sind, damit sie lebendig und funktionell bleiben.
Sie können mehr über den neuen Baustoff in der Fachzeitschrift Matter lesen.
