Dom postavený z baktérií? Už čoskoro môže pomôcť zachrániť svet pred globálnym otepľovaním
Výskumníci našli spôsob, ako pomocou siníc vytvoriť biologický betón, ktorý by nahradil ten tradičný.
Výskumníci z inštitútu Fraunhofer vytvorili novú metódu výroby stavebných materiálov založenej na siniciach. Ide o baktérie, ktoré sa v tomto prípade rozmnožujú v roztoku živín pomocou fotosyntézy.
Vedci následne pridajú piesok, bazalt alebo iné obnoviteľné materiály, vzniknú mimoriadne pevné štruktúry. Na rozdiel od podobných materiálov, napríklad betónu, pri výrobe tohto materiálu nevznikajú emisie oxidu uhličitého. Výskumníci dodávajú, že oxid uhličitý je viazaný vo vnútri materiálu.
“Stavebný priemysel má problém. Cement, hlavná zložka betónu, pravdepodobne najpoužívanejšieho konštrukčného materiálu na svete, je škodlivý pre naše životné prostredie. Emisie oxidu uhličitého z výroby cementu sú príliš vysoké. Podľa Nemeckej environmentálnej Agentúry dosiahla produkcia cementu 20-miliónov ton emisií oxidu uhličitého, a to len v Nemecku. To predstavuje približne 10% celkových industriálnych emisií,” tvrdia výskumníci.
Výskumníci v novej práci odhalili environmentálne priateľskú a biológiou poháňanú metódu na výrobu takzvaných “biogenických konštrukčných materiálov”. Ich zistenia sú súčasťou väčšieho projektu BioCarboBeton. Zaujímavou vlastnosťou tohto materiálu je to, že pri jeho výrobe nevzniká oxid uhličitý, práve naopak. Tento skleníkový plyn sa používa na výrobu stavebného materiálu a následne je uväznený v jeho vnútri.
Kľúčová látka nového biobetónu
Sinice sú mimoriadne dôležitou látkou pri výrobe tohto zeleného konštrukčného materiálu. Ide o bakteriálne kultúry, ktoré dokážu vykonávať fotosyntézu. Za pomoci svetla, vlhka a tepla baktérie interagujú a vytvárajú stromatility, štruktúry podobné kameňu.
Vedci vysvetľujú, že tieto štruktúry existovali v prírode už 3,5-miliárd rokov, čo svedčí o ich odolnosti a trvanlivosti. Aj v minulosti sinice absorbovali oxid uhličitý, ktorý im pomáhal pri procese mineralizácie. Následne tento skleníkový plyn v sebe uzamkli. Autorom štúdie sa podarilo v rámci práce tento prirodzený proces napodobniť pomocou technológií. V rámci štúdie však hľadali aj materiály, ktoré by dokázali výsledný biogenický stavebný materiál spevniť.
Neprehliadni
Výroba biobetónu
Prvým krokom bolo vytvoriť potrebnú biomasu v roztoku živín. Intenzita a farba svetelného zdroja ovplyvňuje proces fotosyntézy a metabolizmus siníc. Vedci chceli mať záruku, že baktérie prejdú mineralizáciou a vytvoria štruktúry podobné stromatolitom. Na to pridali do kultúry vápnik.
Následne vedci vytvorili zmes hydrogélov a rôznych výplní, napríklad odlišných typov piesku. Potom pridajú ešte oxid uhličitý. Bakteriálnu zmes vedci zamiešajú, kým nie je rovnorodá a potom jej dajú tvar tým, že ju nalejú do rôznych foriem. Formy musia byť priehľadné, aby mohla fotosyntéza pokračovať.
V posledných krokoch prebehne mineralizácia a výsledné spevnenie materiálu.
Vedci hľadajú spôsob, ako presunúť výrobu do priemyselnej škály
Autori štúdie vysvetľujú, že pomocou tejto metódy môžeme vytvoriť aj pórovité substráty, ktoré môžeme následne pokryť kultúrou siníc. Formujúca sa pevná štruktúra je stále pórovitá, čo znamená, že svetlo prenikne do medzier a poháňa fixáciu oxidu uhličitého. Tento proces vedia vedci zastaviť odstránením svetelného zdroja, vlhkosti alebo zmenou teploty. To spôsobí, že baktérie jednoducho vymrú.
V tomto bode ale vedci dostanú pevný produkt, ktorý by sa v budúcnosti mohol použiť ako tehla. Stavebné materiály vytvorené pomocou siníc neobsahujú žiadne toxické látky.
Autori štúdie tvrdia, že jedným z cieľov projektu BioCarboBeton je odhadnúť materiálové a mechanické vlastnosti biogenických stavebných materiálov a zároveň nájsť spôsob, ako tieto materiály vyrábať v priemyselnej škále. Výskumníci už momentálne pracujú na dizajne výrobného procesu. Tvrdia, že oxid uhličitý môže priemysel získať z odpadových plynov.
Bazalt a banícke odpadové materiály by mohol priemysel použiť ako zdroj vápnika, no vápnik môžu poskytnúť aj zvyšky mlieka v potravinárskych priemysloch. Cieľom je momentálne pre vedcov nájsť spôsob, ako by sme mohli vyrábať tento biogenický materiál v dostatočnom množstve za prijateľnú cenu.
Komentáre