Forscher wollen Zement durch einen von Bakterien hergestellten selbstheilenden Baustoff ersetzen

Zementwerke, die ungeheuer viel Energie verbrauchen und so zu sechs Prozent zum Klimawandel durch Kohlendioxid beitragen, sind künftig überflüssig. Deren Arbeit übernehmen Cyanobakterien, die besser unter ihrem alten Namen Blaualgen bekannt sind. So jedenfalls sehen es Forscher an der University of Colorado in Boulder/USA. Wil Srubar, Professor in der Bau- und Umwelt-Ingenieursfakultät, und sein Team impften ein Gemisch aus Gelatine und Sand mit diesen Mikroorganismen. Die machten sich gleich ans Werk und verwandelten Kohlendioxid aus der Luft in Kalziumcarbonat. Diese Verbindung verfestigte das wabbelige Gemisch zu einem lebenden Baustein. Dessen Gestakt kann beliebig festgelegt werden. Sie hängt von der Form ab, in die das geimpfte Gelatine-Sand-Gemisch gefüllt wird.

Bild: CU Boulder College of Engineering & Applied Science

Bausteine reparieren Schäden selbst

Solange die lebenden Bausteine feucht sind vermehren sich die Bakterien. Schäden wie Absplitterungen heilen sie selbst. Wenn ein solcher Baustein halbiert wird komplettiert er sich wieder und nimmt seine alte Form an. Er sei ähnlich fest wie ein herkömmlicher Ziegel- oder Zementstein, so Srubar. Sein Team hat festgestellt, dass nach 30 Tagen immerhin noch bis zu 14 Prozent der Mikroorganismen leben. Andere Wissenschaftler wollten normalen Beton mit Cyanobakterien versetzen und ihm so selbstheilende Kräfte verleihen. Doch das überstanden nur ein Prozent der Mikroorganismen.

Die Steine wachsen immer schneller

„Wir wissen, dass Bakterien sich exponentiell vermehren“, sagt Srubar. „Also steigt auch unsere Produktionsgeschwindigkeit exponentiell an, ganz anders als etwa beim 3D-Druck.“ Doch das ist noch Zukunftsmusik, gibt der Ingenieur zu. So muss sichergestellt sein, dass die Bakterien in der Wachstumsphase nicht austrocknen, denn dann sterben sie ab. Deshalb ist der Ingenieur jetzt auf der Suche nach Cyanobakterien, die Trockenstress länger aushalten.

Wie es in Zukunft läuft weiß Srubar schon genau. Er will die Grundbestandteile seiner lebenden Bausteine in Säcke füllen. Der Maurer rührt sie in Wasser, ähnlich wie Mörtel, und füllt den Brei in Formen, sodass er sich zu Bausteinen verfestigen kann. „Die Natur hat vorgemacht, wie man Vieles clever und effizient erledigen kann“, sagt Srubar. „Wir müssen nur genau hinschauen.“

via Phys.org

Wissenschaft / Bakterien / Baustoff
[trendsderzukunft.de] · 17.01.2020 · 16:22 Uhr
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