南非团队用尿液制造生物砖 让建筑物越久越坚固

尿液也不完全是废物,南非开普敦大学研究团队利用人类尿液混合沙子制成一种生物砖,可使建筑物越久越坚固。

据报道,这种生物砖(bio-brick)是由混合沙子与可生成尿素酶的细菌制成,其中的尿素酶可分解尿液中的尿素,同时生成碳酸钙。沙子与尿素酶的混合砖可比拟石灰岩砖,但差别在于生物砖的硬度可高可低,这取决于细菌有多少时间可以生成。

研究主要作者兰德尔在南非开普敦大学发布的解说中表示:“你让微小细菌制造水泥的时间越久,产品就会越坚硬。我们可以优化整个过程。”

全球大多数砖块依旧采用原始过程烧制,窑的温度固定在摄氏1400度,烧制过程中会产生大量二氧化碳。不过,生物砖产生的废弃物为零,副产品氮和钾可用于制作商业肥料。

兰德尔博士表示:“最后要做的就是将生物砖制造过程中剩余的液态产品取出,制成第二种肥料。”

兰德尔称这种过程称作“微生物诱导碳酸盐沉淀”( microbial carbonate precipitation),模仿大海珊瑚的形成方法。这种制造方式可以大大造福建筑物和建造业,随着建筑物老旧耗损,这种生活物质能显著降低维修成本。

20世纪下半叶,许多以混凝土建成的粗野派建筑逐渐遭淘汰,因为这类建筑忽视维修,水泥从内部腐蚀。但近年自愈材料技术不断进步,伯明翰大学和纽约研究团队发现一种细菌,可协助制造自愈混凝土。

自愈材料并非新概念。罗马工程师无意间发现含有类似碳酸钙的化合物,让古代建筑物得以保存至今。问题是罗马人并未明确写出制作这种材料需要哪些化合物。

一篇发表于2017年《美国矿物学家》期刊的研究发现,罗马混凝土含有罕见矿物质,例如雪硅钙石和钙十字石沸石。这两种矿物质暴露于海水一段时间后结晶,可让建筑物越旧越稳固。

虽然开普敦大学团队还没准备运用到工业中制砖,但他们的研究却开创出一种未来,让人类尿液可在永续建筑中扮演一角。

兰德尔说,整个水循环中没人在意尿液,也没人在乎能否利用尿液重新发现许多有价值的新产品;现在的下一步是如何优化制造过程,并利用尿液获利。

责任编辑:yt421
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