荷兰生物学家发明细菌水泥

混凝土裂缝最大的问题是漏水，水会通过裂缝流入地下室和车库。此外，如果这些水沾到钢筋上并导致钢筋腐蚀，则可能会发生倒塌。荷兰发明了生物混凝土，这是一种利用细菌自我修复的材料。生物混凝土的混合方式与普通混凝土一样，但添加了一种称为“修复剂”的附加成分。

据外媒报道，水泥墙随着时间的推移会出现裂缝，不仅修复麻烦，而且存在安全隐患。近日，荷兰代尔夫特理工大学的微生物学家Jörnke发明了一种自愈水泥，可以防止水泥墙出现裂缝。

据报道，约恩克混合了生活在活火山附近的细菌、水泥和乳酸钙。当水泥出现裂缝时，只要雨水进入裂缝，细菌就能被“唤醒”。它们吸收乳酸钙后，会分泌石灰石。 ，裂缝平均3周即可修复。

据悉，这种细菌能耐高低温，休眠期长达200年，足以修复大多数建筑物的水泥外墙。报道还指出，添加了这种细菌的液体可以直接喷洒到开裂的水泥表面。水泥修复菌可以对任何长度的裂缝起作用，但宽度不能超过0.8毫米，否则效果会大打折扣。

Jöhnke计划在2015年推出这种水泥修复液，然后在2016年推出修复水泥。

让细菌修复混凝土结构

英国纽卡斯尔大学的研究人员开发出一种新型混凝土“胶水”，可以修复混凝土结构的裂缝，修复因地震受损或随时间推移而恶化的建筑物。这种“胶水”不是粘合剂或某种合成材料；而是一种化学物质。它是研究人员专门设计的一种转基因细菌。它们进入混凝土的裂缝并深入到空腔中，在那里产生细菌。胶水和碳酸钙的混合物，硬化至与周围混凝土相同的强度。

研究人员将其称为“BacillaFilla”，它是枯草芽孢杆菌的转基因版本。枯草芽孢杆菌通常可以在普通土壤中找到。研究人员改变了其遗传特性，使细菌只能在混凝土独特的pH环境中开始发育和生长。它们还经过编程，一旦生长，细胞就会尽可能深入混凝土裂缝，当细菌积累到足够数量时，它们就能感觉到。

细菌的积累使细菌意识到它们已经到达裂缝的最深处，在那里细胞开始发育菌丝，产生碳酸钙，并分泌一种细菌胶，将周围的一切固定在适当的位置。一旦硬化，细菌原则上与混凝土本身一样强大，恢复混凝土结构的强度并延长周围混凝土的寿命。

更奇怪的是，这种细菌还含有一种自毁基因，可以防止其无序增殖，远离其具体目标。这很重要，但如果细菌继续生长超出其界限并且无法阻止，也会很烦人。研究人员表示，建造混凝土结构往往会带来高昂的环境成本，他们希望BacillaFilla能够延长混凝土结构的使用寿命，保护环境。它还可以部署到经历过地震的地区，在短时间内加固受损建筑物，最大限度地减少灾后必须拆除的建筑物数量。

细菌混凝土开启生物建筑新时代

研究人员发现，巴斯德细菌可以用来将地震期间容易移动的沙子变成更稳定的表面——只需将尿素、沙子和钙混合在一起，然后注入一点细菌即可。微生物以尿素为食并排出方解石，方解石将沙子和土壤粘合在一起，将流沙变成砂岩。

混凝土是世界上使用最广泛的建筑材料，自从大约 2000 年前古罗马人使用它建造万神殿以来，我们一直在寻找使混凝土更耐用的方法。无论混合和加固得多么好，所有混凝土最终都会出现裂缝，在某些情况下，这些裂缝会导致建筑物倒塌。

荷兰代尔夫特理工大学微生物学教授 Henk Jonkers 解释道：“混凝土裂缝最大的问题是漏水。水会通过裂缝流入地下室和车库。此外，如果水接触钢筋，导致后者腐蚀，可能会发生倒塌。”但 Jonkers 想到了一种全新的方法来延长混凝土的寿命，他说：“我们发明了生物混凝土，一种可以利用细菌进行自我修复的材料。”这种生物混凝土像普通混凝土一样混合，但会添加额外的成分，它在混合时保持完整，只有在混凝土破裂和水渗入时才会溶解。

Jonkers从2006年开始研究这种特殊混凝土，他花了三年时间才找到解决方案，但一路上遇到了很多困难。他说：“你需要找到能够在混凝土极端环境下生存的细菌，因为混凝土与岩石材料类似，而且非常干燥。”混凝土的碱性极强，这些“修复”细菌需要休眠多年才能被水激活。 Jonkers 选择杆菌来完成这项任务，因为它们在碱性条件下生长良好，并且可以产生能够在没有食物或氧气的情况下存活数十年的孢子。 “下一个挑战是让这些细菌不仅能够在混凝土中生存，而且能够生产修复材料，即石灰石，”琼克斯说。

杆菌需要食物来产生石灰石，糖是一种选择，但是在混凝土中添加糖会使其变软且强度降低。最终，琼克斯选择了乳酸钙，他将其与杆菌一起封装在由可生物降解塑料制成的胶囊中，然后将其添加到混凝土中。当混凝土最终破裂时，水会渗入并溶解胶囊。然后细菌繁殖并以乳酸为食。在此过程中，钙和碳酸根离子结合形成碳酸钙或石灰石，从而密封裂缝。

Jonkers希望他的混凝土能够开创生物建筑的新时代，他说：“它是自然与建筑材料的结合。大自然免费为我们提供了许多有用的东西。如果我们能将其运用在材料中，将会受益匪浅。” ”。 ”

利用细菌清除建筑物中的核污染

手动清理废弃核电站中受放射性污染的建筑物不仅成本高昂且复杂，而且还会危及操作人员的健康。英国和美国的研究人员相信，一种以混凝土为食的细菌可能会提供一种新的、更安全的方法来清除建筑物中的核污染。

据英国报道，英国核燃料有限公司和美国爱达荷国家工程与环境实验室过去四年一直在开发利用细菌去除建筑物核污染的新技术。两个研究单位已基本完成该技术的实验室研究，并计划近期在英国坎布里亚郡的一座核材料加工厂进行现场清理试验。

这项新技术使用了氧化硫杆菌菌株，这是一种以混凝土为食的细菌，被认为是造成许多建筑物和桥梁腐蚀的原因。氧化硫硫杆菌以混凝土中的含硫化合物为食，并将其转化为稀硫酸，从而进一步侵蚀混凝土。

英国和美国科学家在研究中利用了细菌的这一特性，并在此基础上做出了新的发展，以方便实际的清洁操作。科学家们首先将细菌与含硫物质混合，然后添加少量纤维素增稠剂，形成浓稠的黄色凝胶。这样可以很容易地喷涂待清洁的混凝土建筑物表面。

另外，新技术在实际操作过程中，需要加湿器来处理凝胶，促进细菌更有效的增殖，并不断产生硫酸来清洁混凝土。

当建筑表面的污染部分基本清理干净后，只需让凝胶自行干燥即可。这不仅可以彻底杀死氧化硫杆菌，防止其继续侵蚀已清理的建筑物，而且凝胶干燥脱落后，可以轻松收集放射性碎片。这些棚屋组件最终可以很容易地与核废料一起掩埋。