生物建筑新時(shí)代——具有自我修復(fù)功能的混凝土

　　混凝土是世界上使用最廣泛的建筑材料，自從古羅馬人在大約2000年前用混凝土建造了萬(wàn)神廟起，我們就一直在尋找讓混凝土更耐久的方法。不管混合和加固得多好，所有的混凝土最終還會(huì)出現(xiàn)裂縫，而在某些情況下，這些裂縫會(huì)導(dǎo)致建筑倒塌。

　　荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的微生物學(xué)教授Henk Jonkers解釋說(shuō)：“混凝土出現(xiàn)裂縫最大的問(wèn)題在于漏水，水會(huì)從裂縫里穿過(guò)，流到地下室和車庫(kù)里。此外，如果這些水沾到了鋼筋，導(dǎo)致后者被腐蝕，那么就可能出現(xiàn)倒塌。”

　　不過(guò)Jonkers想到了一個(gè)全新的方法，來(lái)延長(zhǎng)混凝土的壽命，他說(shuō)：“我們發(fā)明了生物混凝土，這種材料可以利用細(xì)菌來(lái)自我修復(fù)。”這種生物混凝土在混合時(shí)和普通混凝土一樣，但會(huì)加入一種額外的原料，也就是“修復(fù)劑”。它在混合的時(shí)候保持完整，只有在混凝土出現(xiàn)裂縫并有水滲入時(shí)才會(huì)溶解。

　　Jonkers從2006年起就開始研究這種特殊的混凝土，他花了三年想出了解決辦法，然而這中間也遇到了許多困難。他說(shuō)：“需要找到能在混凝土這種極端環(huán)境下生存的細(xì)菌，因?yàn)榛炷令愃朴趲r石材料，非常干燥。”混凝土堿性極強(qiáng)，而這些“修復(fù)”細(xì)菌需要休眠多年才會(huì)被水激活。

　　Jonkers選擇了桿菌來(lái)完成這個(gè)任務(wù)，因?yàn)樗鼈冊(cè)趬A性條件下生長(zhǎng)良好，并可以產(chǎn)生芽孢，能在沒有食物和氧氣的條件下存在數(shù)十年。Jonkers說(shuō)：“接下來(lái)的挑戰(zhàn)是讓這些細(xì)菌不僅能在混凝土里生存，還要產(chǎn)生修復(fù)物質(zhì)，也就是石灰石。”

　　桿菌需要食物才能產(chǎn)生石灰石，糖是一種選擇，然而把糖加進(jìn)混凝土中會(huì)使之變得軟而不結(jié)實(shí)。最終，Jonkers選擇了乳酸鈣，并把這種物質(zhì)和桿菌一起包在用可降解塑料制成的膠囊中，然后在制作混凝土?xí)r加入膠囊。

　　當(dāng)混凝土最終出現(xiàn)裂縫，水滲入就會(huì)將膠囊溶解。之后細(xì)菌就會(huì)繁殖并以乳酸為食，在這一過(guò)程中，鈣離子和碳酸根離子就會(huì)結(jié)合形成碳酸鈣也就是石灰石，將裂縫封住。

　　Jonkers希望他的混凝土能夠開啟生物建筑的新時(shí)代，他說(shuō)：“這是自然與建筑材料的結(jié)合，自然免費(fèi)給我們提供了許多有用的東西。如果我們可以將它用到材料中，會(huì)受益良多，因此我認(rèn)為這是一個(gè)很好的例子，是一個(gè)將自然和建筑環(huán)境相結(jié)合的新理念。”