“活混凝土”它并不是真正的自我修復(fù)，一旦結(jié)構(gòu)化就無法成長

“活著的混凝土”。它只是存在的一種，因為材料既可以是活的也可以是混凝土的，但實際上不能同時存在。它也不會自我修復(fù)。但是，這都不意味著該出版物沒有任何價值，因為它確實表明該概念或多或少有效，并且它確定了許多需要進一步研究以使“活體混凝土”真正有用的領(lǐng)域。

拉維達混凝土

混合生物和混凝土的想法并不像聽起來那樣奇怪。混凝土強度的一部分來自固化過程中形成的碳酸鹽。許多生物也產(chǎn)生碳酸鹽結(jié)構(gòu)。其中包括一些非常堅固的結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)和碳酸鹽的混合物，就像許多水生動物的貝殼一樣。

因此，在涉及生物學(xué)的結(jié)構(gòu)混凝土外圍進行了大量研究。這主要涉及大量工作，試圖弄清楚生物的外殼如何獲得其令人印象深刻的特性。但這還包括生物可以形成結(jié)構(gòu)性碳酸鹽的想法，其中包括一些嘗試使混凝土自愈，這要歸功于嵌入其中的會產(chǎn)生碳酸鹽的微生物。

這里的問題是混凝土的環(huán)境不能與任何活著的東西特別兼容。混凝土的初始凝固釋放出大量的熱量，并且在混凝土凝固后很長一段時間內(nèi)，pH值仍然很高。因此，所有這些嘗試都涉及尋找某種方法來保護事物的“活著”部分免受“具體”部分的侵害。

科羅拉多大學(xué)博爾德分校的一個團隊完成了這項新工作，完全避免了具體問題。相反，它試圖使生物產(chǎn)生的碳酸鹽成為其材料的主要結(jié)構(gòu)成分之一。它可以工作，但不是特別出色。

它還活著！

作者關(guān)注的第一步是找到合適的生物來生產(chǎn)碳酸鹽。理想情況下，他們需要不需要太多照顧的東西-他們可以將其設(shè)置在自己的材料中，并暫時忽略它們。他們定居在一種稱為Synechococcus的光合細菌物種上，這是一種藍細菌。這樣做的好處是不需要任何特殊的碳源來生產(chǎn)碳酸鹽，因為它可以通過將二氧化碳從空氣中抽出而得到所需的碳。藍細菌還傾向于生活在水生環(huán)境中，因此許多物種都擅長從稀疏環(huán)境中生存下來。

混凝土通常是粘合材料和結(jié)構(gòu)填充物的混合物。活的混凝土沒有什么不同。為了填充，研究人員使用了一種便宜的材料：沙子。

這留下了重大挑戰(zhàn)。碳酸鹽的形成是一個緩慢的過程，因此，將藍藻與沙子一起放置一段時間后，它們不會發(fā)揮任何結(jié)構(gòu)性作用。那么如何將材料保持足夠長的時間以形成碳酸鹽呢？他們確定的答案很簡單，而且肯定具有生物學(xué)上的相容性：明膠，這種材料用于制作柔軟的果凍狀食品。

研究人員將明膠和細菌以及懸浮的沙子混合在一起。這足以保持簡單的結(jié)構(gòu)足夠長的時間，以使藍細菌可以開始形成碳酸鹽。

只要將混合物保持在50％或更高的環(huán)境濕度下，明膠就會吸收足夠的水以維持維持細菌生命至少一周的水凝膠。藍細菌的代謝活性也可以通過溫度來調(diào)節(jié)。保持在略高于冰點的溫度下，細菌的壽命更長，但不會沉積太多碳酸鹽。將物體加熱到室溫以上，會有更多的碳酸鹽，但存活率下降。

只要完成了足夠的工作以使某些bug存活，作者就表明您可以從一種結(jié)構(gòu)中拉出某些藍細菌，并用它們來接種新的細菌。您可以至少通過三代結(jié)構(gòu)來繼續(xù)執(zhí)行該過程。（可能更多，但您必須停下來寫點紙。）

那么，為什么不那么令人興奮呢？

這里最大的問題是，只要明膠保持水合，材料就會與果凍一起保持原狀。藍細菌根本不會在一周內(nèi)產(chǎn)生足夠的碳酸鹽，從而無法使“混凝土”具有我們與實際混凝土相關(guān)的材料韌性。為了做的更好，實際上您必須將整個東西弄干，從而殺死細菌。當明膠變干時，它會形成蛋白質(zhì)網(wǎng)，與藍藻（方解石和石膏的混合物）形成的碳酸鈣混合在一起。這將沙子粘合在一起，形成堅固的結(jié)構(gòu)。

這就是為什么材料可以是活的也可以是混凝土的原因，但不能同時存在。這也是為什么它不是真正的自我修復(fù)材料的原因。它可以自我修復(fù)，但前提是保持軟化，凝膠狀。

圍繞沙子的干明膠網(wǎng)將是相當堅固的材料。但是藍細菌的存在將其抗斷裂性提高了15％以上。它也可以承受低等級水泥的壓力，盡管很大程度上取決于混合物中的沙子。無論如何，藍細菌的存在使該材料比單獨的明膠更堅固。這些數(shù)字中沒有一個特別令人印象深刻，但是碳酸鹽的數(shù)量很可能會隨著時間的流逝而繼續(xù)增加，而干燥材料的強度也會隨之增加。

實際上，大多數(shù)工作都涉及一系列可能性。可能會選擇藍細菌，以使其對干燥條件產(chǎn)生更大的耐受性，因此它們在固化材料中的壽命更長。我們可能會增強的是碳酸鹽的產(chǎn)生，以便在藍細菌存活的同時產(chǎn)生更多的物質(zhì)。我們可以用能形成堅固網(wǎng)眼的材料代替明膠，而水位仍然很高。當然，所有這些都基于一個未知數(shù)：我們不知道更多的碳酸鹽是否會真正提高材料的堅固性。

所有這些使本文成為一個有趣的早期嘗試，值得關(guān)注。但是研究人員確實需要更多地考慮如何進行這樣的初步研究。本文中的任何地方都不存在“活混凝土”一詞，實際上，作者指出，新材料“無意于廣泛替代水泥材料”。但是，在所有這些頭條新聞發(fā)布的新聞標題中，都有這句話。研究人員確實在論文中提到制造“活建筑材料”，但是目前尚不清楚使用這些材料在目前的發(fā)展狀態(tài)下究竟可以建造什么。