Бактерии зидари: ETH печата фасадни елементи от пясък и биоцимент
Вместо да пече скали при над 1000 градуса, архитектка от ETH кара бактерии да споят песъчинки. С 3D печат и робот се получават строителни елементи – изцяло без нагряване.
Снимка: Jawahar Swaminathan and MSD staff at the European Bioinformatics Institute / Wikimedia Commons, Public domain (изрязана и мащабирана)
Видео: YouTube · ETH Zürich · youtube.com
Производството на цимент е сред най-големите източници на CO2 в строителството. В ETH Цюрих архитектката Карен Анторвеса Паес е изследвала в докторската си работа в департамента по архитектура алтернатива: бактерии от вида Sporosarcina pasteurii свързват песъчинки в твърди строителни елементи. Между зърната се образуват микроскопични, преплетени калцитни кристали – процес, известен като биоциментиране. ETH представи работата на 14 октомври; тя е описана в три научни статии, сред които в npj Materials Sustainability.
За 3D печата екипът е създал „биомастило“ от гел с алгинат и ксантан, пясък и живи бактерии. Отпечатаният обект се потапя във вана с урея и калциев хлорид. Бактериите разграждат уреята с ензима уреаза и така се образува варовик. В зависимост от желаната здравина процесът отнема от два до пет дни, без нужда от топлина. Така е създаден например фасаден елемент, който може да служи за слънцезащита или преградна стена. При втори метод роботизирана ръка нанася бактерии, минерални вещества и пясък слой по слой; на Архитектурното биенале във Венеция през 2025 г. процесът е работил шест месеца без прекъсване.
До носещи конструкции има още дълъг път: според Анторвеса Паес биоциментът засега прилича повече на хоросан, отколкото на бетон. Освен това като вреден за околната среда страничен продукт се образува амоний, чието обезвреждане трябва да се предвиди. Тя работи по ново изследване по темата.