Naukowcy wyhodowali bakterie w materiałach na bazie piasku, łącząc biologię i architekturę, aby stworzyć zrównoważone praktyki budowlane.
Cyjanobakterie wzmacniają materiały i pomagają w wiązaniu CO2, wykorzystując innowacyjne metody produkcyjne łączące robotykę i procesy biologiczne.
Innowacyjny Biodesign dla zrównoważonego budownictwa
Jak podano w artykule, naukowcom z powodzeniem wyhodowano komórki bakteryjne w materiałach budowlanych na bazie piasku Kierunki badań: projektowanie biotechnologicznenowe czasopismo wydawane przez Cambridge University Press.
Ten przełom stanowi znaczący postęp w dziedzinie biodesignu, który łączy innowacje biologiczne i architektoniczne w celu stworzenia bardziej zrównoważonych materiałów budowlanych. Dzięki włączeniu organizmów żywych do konstrukcji podejście to ma na celu zmianę sposobu projektowania i budowania konstrukcji.
Cyjanobakterie, znane ze swoich unikalnych właściwości biologicznych, mają potencjał zestalania materiałów nieorganicznych, takich jak CO2. Ich zdolność do wpływania na otoczenie podkreśla ogromną wartość włączania żywych systemów do procesów przemysłowych, szczególnie w sektorze budowlanym.
Innowacyjne techniki wytwarzania przyrostowego
W artykule przedstawiającym najnowsze badania nad potencjalnymi materiałami na bazie piasku opisano nowatorski rozwój procesu produkcyjnego polegającego na współwytwarzaniu przyrostowym.
W szczególności badany proces obejmuje biologiczne osadzanie bakterii – na przykład wytrącanie cyjanobakterii węglanem wapnia – i jego integrację z osadzaniem robotycznym, czyli biomieszaniną na bazie piasku, w ramach procesu biofabrykacji architektonicznej.
Wzmacnianie składników na bazie piasku za pomocą fotosyntezy
Po pomyślnym wyhodowaniu dwóch szczepów bakterii w potencjalnych materiałach budowlanych na bazie piasku naukowcy wykorzystali protokoły mikrobiologiczne, takie jak pomiary gęstości optycznej i fluorescencji, aby śledzić wzrost i aktywność bakterii. Dokonano tego z większym celem, jakim było przechwytywanie światła fotosynteza i wykorzystanie go do CO2 osadzanie i sedymentacja węglanu wapnia w celu wzmacniania elementów konstrukcyjnych na bazie piasku.
Ostatecznie naukowcom udało się opracować zrobotyzowany system osadzania mieszanin na bazie piasku.
Współautorami artykułu są naukowcy z Izraelskiego Instytutu Technologicznego Technion w Hajfie w Izraelu, na Wydziale Architektury i Urbanistyki oraz na Wydziale Biotechnologii i Inżynierii Żywności.
Asystent Prof. Shany Barath, dyrektor Disrupt.Design Lab i doktorant. kandydatka Perla Armaly z Wydziału Architektury i Urbanistyki szczegółowo opisał wartość i wpływ badań.
W stronę przyszłości zrównoważonego budownictwa
„Eksperymenty przedstawione w naszym badaniu oferują nowatorskie podejście do projektowania biokomponentów architektonicznych, które mogą potencjalnie wiązać dwutlenek węgla w procesie współfabrykacji addytywnej” – wyjaśnili.
„Społeczeństwo potrzebuje ścieżek prowadzących do bardziej zrównoważonych materiałów budowlanych – i mamy nadzieję opracować jedną z tych ścieżek”.
„Mamy nadzieję, że wyniki naszego badania zachęcą architektów i biologów do dalszej współpracy przy tworzeniu i udoskonalaniu materiałów budowlanych, co z kolei będzie sprzyjać bardziej zrównoważonemu budownictwie. Pracując razem w różnych dyscyplinach, możemy znaleźć innowacyjne, nieoczekiwane rozwiązania – i to jest coś, co nas ekscytuje”.
Odniesienie: „Prototypowanie addytywnego przepływu pracy w ramach współfabrykacji dla architektury: wykorzystanie cyjanobakterii MICP w robotycznym osadzaniu” autorstwa Perli Armaly, Lubov Iliassafov, Shay Kirzner, Yechezkel Kashi i Shany Barath, 19 lipca 2023 r., Kierunki badań: projektowanie biotechnologiczne.
DOI: 10.1017/btd.2023.5
