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“活混凝土”它并不是真实的自我修正,一旦结构化就无法成长

“活着的混凝土”。它仅仅存在的一种,由于资料既可所以活的也可所以混凝土的,但实践上不能一同存在。它也不会自我修正。可是,这都不意味着该出版物没有任何价值,由于它的确标明该概念或多或少有用,并且它确认了许多需求进一步研讨以使“活体混凝土”真实有用的范畴。

拉维达混凝土

混合生物和混凝土的主意并不像听起来那样奇怪。混凝土强度的一部分来自固化进程中构成的碳酸盐。许多生物也发生碳酸盐结构。其中包含一些十分巩固的结构,这些结构是蛋白质和碳酸盐的混合物,就像许多水生动物的贝壳相同。

因而,在触及生物学的结构混凝土外围进行了很多研讨。这首要触及很多作业,企图弄清楚生物的外壳如何取得其令人印象深刻的特性。但这还包含生物能够构成结构性碳酸盐的主意,其中包含一些测验使混凝土自愈,这要归功于嵌入其中的会发生碳酸盐的微生物。

这儿的问题是混凝土的环境不能与任何活着的东西特别兼容。混凝土的初始凝结释放出很多的热量,并且在混凝土凝结后很长一段时刻内,pH值依然很高。因而,所有这些测验都触及寻觅某种方法来保护事物的“活着”部分免受“具体”部分的损害。

科罗拉多大学博尔德分校的一个团队完成了这项新作业,完全避免了具体问题。相反,它企图使生物发生的碳酸盐成为其资料的首要结构成分之一。它能够作业,但不是特别出色。

它还活着!

作者重视的第一步是找到适宜的生物来生产碳酸盐。理想情况下,他们需求不需求太多照料的东西-他们能够将其设置在自己的资猜中,并暂时疏忽它们。他们定居在一种称为Synechococcus的光合细菌物种上,这是一种蓝细菌。这样做的优点是不需求任何特别的碳源来生产碳酸盐,由于它能够经过将二氧化碳从空气中抽出而得到所需的碳。蓝细菌还倾向于生活在水生环境中,因而许多物种都拿手从稀疏环境中生存下来。

混凝土通常是粘合资料和结构填充物的混合物。活的混凝土没有什么不同。为了填充,研讨人员使用了一种便宜的资料:沙子。

这留下了重大挑战。碳酸盐的构成是一个缓慢的进程,因而,将蓝藻与沙子一同放置一段时刻后,它们不会发挥任何结构性效果。那么如何将资料坚持满足长的时刻以构成碳酸盐呢?他们确认的答案很简略,并且必定具有生物学上的相容性:明胶,这种资料用于制造柔软的果冻状食物。

研讨人员将明胶和细菌以及悬浮的沙子混合在一同。这足以坚持简略的结构满足长的时刻,以使蓝细菌能够开端构成碳酸盐。

只需将混合物坚持在50%或更高的环境湿度下,明胶就会吸收满足的水以坚持坚持细菌生命至少一周的水凝胶。蓝细菌的代谢活性也能够经过温度来调节。坚持在略高于冰点的温度下,细菌的寿数更长,但不会堆积太多碳酸盐。将物体加热到室温以上,会有更多的碳酸盐,但存活率下降。

只需完成了满足的作业以使某些bug存活,作者就标明您能够从一种结构中拉出某些蓝细菌,并用它们来接种新的细菌。您能够至少经过三代结构来持续执行该进程。(或许更多,但您必须停下来写点纸。)

那么,为什么不那么令人兴奋呢?

这儿最大的问题是,只需明胶坚持水合,资料就会与果冻一同坚持原状。蓝细菌底子不会在一周内发生满足的碳酸盐,然后无法使“混凝土”具有咱们与实践混凝土相关的资料韧性。为了做的更好,实践上您必须将整个东西弄干,然后杀死细菌。当明胶变干时,它会构成蛋白质网,与蓝藻(方解石和石膏的混合物)构成的碳酸钙混合在一同。这将沙子粘合在一同,构成巩固的结构。

这便是为什么资料可所以活的也可所以混凝土的原因,但不能一同存在。这也是为什么它不是真实的自我修正资料的原因。它能够自我修正,但条件是坚持软化,凝胶状。

围绕沙子的干明胶网将是适当巩固的资料。可是蓝细菌的存在将其抗断裂性进步了15%以上。它也能够承受低等级水泥的压力,虽然很大程度上取决于混合物中的沙子。无论如何,蓝细菌的存在使该资料比独自的明胶更巩固。这些数字中没有一个特别令人印象深刻,可是碳酸盐的数量很或许会跟着时刻的消逝而持续添加,而枯燥资料的强度也会随之添加。

实践上,大多数作业都触及一系列或许性。或许会选择蓝细菌,以使其对枯燥条件发生更大的耐受性,因而它们在固化资猜中的寿数更长。咱们或许会增强的是碳酸盐的发生,以便在蓝细菌存活的一同发生更多的物质。咱们能够用能构成巩固网眼的资料替代明胶,而水位依然很高。当然,所有这些都基于一个未知数:咱们不知道更多的碳酸盐是否会真实进步资料的巩固性。

所有这些使本文成为一个风趣的早期测验,值得重视。可是研讨人员的确需求更多地考虑如何进行这样的开始研讨。本文中的任何地方都不存在“活混凝土”一词,实践上,作者指出,新资料“无意于广泛替代水泥资料”。可是,在所有这些头条新闻发布的新闻标题中,都有这句话。研讨人员的确在论文中提到制造“活建筑资料”,可是目前尚不清楚使用这些资料在目前的发展状态下终究能够建造什么。

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