Fenntartható fejlődés gyakorlati szemmel

élő tégla 

Az élő téglák megjavítják magukat és növekednek, miközben szívósak és ellenállók. A bennük lakó baktériumok a levegőből megkötött szén-dioxidot alakítják mésszé, tehát még a légköri CO2-szintet is csökkentik.

Miközben a technológia száguld, a cement és a beton vajmi keveset változott az elmúlt évszázadban. Ebben ígérnek végre forradalmi változást a University of Colorado (Boulder, USA) kutatói, akik a szó szoros értelmében életre keltik az építőanyagot.

A Matter című folyóirat januári számában ismertetett módszerük révén a homokot baktériumokkal kombinálva olyan anyagot hoztak létre, amely szerkezeti teherhordó szerepe mellett biológiai funkcióval is bír.

Az élő téglák váza, amely állványzatul szolgál a baktériumok növekedéséhez, a homokon kívül speciális hidrogélt tartalmaz; ez köti meg a baktériumok szaporodásához és ásványképzéséhez szükséges nedvességet és tápanyagokat. A bakteriális ásványképzés nem idegen attól, ahogy a kagylók a vízben oldott karbonátot a saját meszes héjukká alakítják.

A három összetevő együttesen zöld, élő anyagot alkot, amely ugyanakkor erősségben vetekszik a cement-alapú betonhabarccsal.

„Az állványzat ásványosítására fotoszintetizáló kékeszöld baktériumokat használunk, úgyhogy az anyag nemcsak képletesen, de ténylegesen is zöld – magyarázza Wil Srubar, a University of Colorado Élő Anyagok Laboratóriumának vezetője. – Olyan Frankenstein-féle matéria ez, pontosan, ahogy szeretnénk:

egy építőanyag, amely életben van.

Persze, ma is használunk biológiai anyagokat az építészetben, például fát. De az a fa már nem él. Feltettük hát a kérdést:

miért ne tarthatnánk az építőanyagot életben, és hagyhatnánk a biológiát a mi hasznunkra dolgozni?"

Szaporodik a tégla

A hidrogél-homok tégla nem egyszerűen csak él, hanem szaporodik is. Ha kettétörjük, a benne lakó baktériumok némi extra homok, hidrogél és tápanyag hozzáadásával visszaépítik a hiányzó felet, így a tégla effektíve „osztódik". Srubar és csoportja megmutatták, hogy nem is szükséges a téglákat egyenként legyártani, mert egyetlen szülő-tégla három generáción át osztódva akár nyolc téglagyermeket is létre tud hozni. „Az hoz minket igazán lázba, hogy ez teljesen újraírja a szerkezeti építőelemek gyártásáról alkotott elképzeléseinket – mondta a csoportvezető. – Felvillantja az exponenciális típusú anyaggyártás lehetőségét."

A beton ma a víz után a második legnagyobb mennyiségben felhasznált anyag a földön. A betonhoz felhasznált cement gyártása már önmagában is a globális széndioxid-emisszió 6 százalékáért felelős, ráadásul kötés közben a beton további szén-dioxidot is kibocsát.

A Srubar és csapata által kidolgozott módszer zöld alternatívát kínál a betonnal és más modern építőanyagokkal szemben.

Életre kelnek az építőanyagok

Egy apró buktatója azért van az élő téglának is: maximális teherhordó képességét teljesen kiszáradt állapotban nyeri el, ugyanakkor a kiszárítás a tűréshatáruk szélére tolja a baktériumokat, és csökkenti életképességüket.

A szerkezeti funkció és a bakteriális életképesség együttes megőrzéséhez optimális relatív páratartalomra és tárolási körülményekre van szükség. A páratartalom és a hőmérséklet változtatása ezért egyfajta fizikai kapcsolóként használható, amellyel a kutatók szabályozhatják, mikor növekedjenek a baktériumok, és mikor kerüljön az anyag alvó, elsősorban szerkezeti feladatot betöltő állapotba.

Az új gyártási platform olyan anyagok előtt nyitja meg az utat, amelyek tervezhető módon kölcsönhatnak a környezetükkel, és válaszolnak annak változásaira – vázolta Srubar. – Egyszerűen csak életre próbáljuk kelteni az építőanyagokat, ez a lényeg az egészben. Most még talán csak a felszínt kapargatjuk, amikor egy új diszciplína alapjait rakjuk le, de a csillagos ég lesz a határ."

A következő lépésben a kutatócsoport szeretné áttekinteni az új anyagfajták számtalan felhasználási lehetőségét.

Srubar máris arról álmodik, hogy különböző funkciókkal bíró baktériumokat lehetne beépíteni az anyagokba, amelyek így változatos biológiai képességekkel lennének felruházva, például érzékelhetnék a levegőbe kerülő káros anyagokat, és reagálhatnának azokra. Az alkalmazások egy másik köre azokban a helyzetekben kerülne előtérbe, amikor az építkezés helyszínén nagyon korlátozott erőforrások állnak rendelkezésre, mint például egy sivatagban – vagy akár a Marson.

Zord körülmények között különösen jól teljesíthetnek ezek az anyagok, mert a baktériumok a napfényt hasznosítják a növekedésükhöz és szaporodásukhoz, és nagyon kevés kívülről bevitt anyagra van szükségük a fennmaradáshoz – emelte ki Srubar.

– Előbb vagy utóbb szükségünk lesz rájuk, mert az biztos, hogy a Marsra nem fogunk cementeszsákokat magunkkal cipelni. Komolyan gondolom, hogy ha odamegyünk, biológiát is fogunk magunkkal vinni."

Élő tégláért egyelőre ne szaladjunk a legközelebbi építőanyag-kereskedésbe, mert az anyagot most még csak a laboratórium falai között tesztelik. A kutatók azonban optimisták, hiszen ha a baktériumokat ilyen sikeresen életben tudják tartani, az élő építmények a nem is annyira távoli jövőben valósággá válhatnak.

Amennyiben tetszett a cikk, illetve más hasonló híreket is szívesen olvasna, itt lájkolhatja FB oldalunkat

Kapcsolódó anyagok: 

Forrás: MTI - A nyitókép csak illusztráció, forrás: pixabay