Bahan Bangunan 'hidup' dengan Bantuan Bakteri

Peneliti University of Colorado Boulder telah mengembangkan pendekatan baru untuk merancang bangunan yang lebih berkelanjutan dengan bantuan dari beberapa "kontraktor" terkecil di luar sana.

Dalam sebuah studi muncul di Jurnal Matter, Januari ini, insinyur Wil Srubar dan rekan-rekannya menggambarkan bagaimana strategi mereka menggunakan atau memanfaatkan bakteri untuk mengembangkan bahan bangunan yang "hidup" dan berkembang biak - dan mungkin memberikan atau menyumbang keuntungan atau manfaat dari jejak karbon yang lebih rendah..

"Kami sudah menggunakan bahan biologis di bangunan kami, seperti kayu, tetapi bahan-bahan itu tidak lagi hidup," kata Srubar, asisten profesor di Departemen Teknik Sipil, Lingkungan dan Arsitektur di Universitas Colorado. "Kami bertanya, mengapa kita tidak bisa membuat mereka tetap hidup dan membiarkan ilmu biologi itu melakukan sesuatu yang bermanfaat juga, " tambah Srubar.

Tentunya kita tidak dapat membeli mikroorganisme ini sebagai batu bata di toko bangunan setempat. Tetapi para peneliti mengatakan bahwa kemampuan mereka untuk menjaga bakteri mereka hidup dengan tingkat keberhasilan yang tinggi, menunjukkan bahwa bangunan hidup mungkin tidak terlalu jauh di masa depan.

Struktur seperti itu suatu hari diharapkan bisa menyembuhkan retaknya sendiri, menyedot racun berbahaya dari udara atau bahkan memberikan perintah.

"Langit adalah batas kreativitas kita," kata Srubar.

Hal yang sama mungkin tidak berlaku untuk bahan bangunan yang lebih mirip mayat saat ini, yang menurutnya bisa mahal dan mencemari untuk diproduksi. Membuat semen dan beton saja yang diperlukan untuk jalan, jembatan, gedung pencakar langit, dan bangunan lain menghasilkan hampir 6 persen dari produk emisi karbon dunia pertahunnya..

Pekerjakan Beberapa Bakteri

Secara khusus, Srubar dan rekan-rekannya bereksperimen dengan cyanobacteria milik genus Synechococcus. Dalam kondisi yang tepat, mikroba hijau ini menyerap gas karbon dioksida untuk membantu mereka tumbuh dan membuat kalsium karbonat - bahan utama dalam batu kapur, dan semen.

Untuk memulai proses pembuatan, para peneliti menyuntikkan koloni cyanobacteria ke dalam larutan pasir dan gelatin. Dengan cubitan yang tepat, kalsium karbonat yang dihasilkan oleh mikroba mengisikan mineral agar-agar yang menyatukan pasir dan batu bata dengan cepat. "Ini seperti membuat nasi renyah, di mana Anda mengencangkan marshmallow dengan menambahkan sedikit partikel keras," kata Srubar.

Sebagai bonus tambahan, batu bata tersebut benar-benar akan menghilangkan karbon dioksida dari udara, bukan memompanya kembali.
Mereka juga tahan lama. Dalam studi baru, tim menemukan bahwa di bawah berbagai kondisi kelembaban, mereka memiliki kekuatan yang sama dengan mortar yang digunakan oleh kontraktor saat ini. "Kamu bisa menginjaknya, dan itu tidak akan pecah," katanya.

Para peneliti juga menemukan bahwa mereka dapat membuat materi mereka bereproduksi. Potong salah satu dari batu bata ini menjadi dua, dan masing-masing setengahnya mampu tumbuh menjadi batu bata baru.

Batu bata baru itu tangguh, menurut perhitungan timnya, sekitar 9-14 persen koloni bakteri dalam material mereka masih hidup setelah 30 hari dan tiga generasi berbeda dalam bentuk batu bata. Bakteri ditambahkan ke beton untuk mengembangkan bahan penyembuhan diri, sebaliknya, cenderung memiliki tingkat kelangsungan hidup kurang dari 1 persen.

"Kita tahu bahwa bakteri tumbuh pada tingkat eksponensial," kata Srubar. "Itu berbeda dari bagaimana kita, katakanlah, mencetak 3D blok atau melemparkan batu bata. Jika kita dapat menumbuhkan bahan kita secara biologis, maka kita dapat memproduksi pada skala eksponensial." Tambah Srubar.

Srubar mencatat bahwa ada banyak pekerjaan yang harus dilakukan sebelum itu terjadi.Tim Cyanobacteria, misalnya, membutuhkan kondisi lembab untuk bertahan hidup - sesuatu yang tidak mungkin terjadi dilebih banyak wilayah gersang di dunia. Jadi dia dan timnya bekerja untuk merekayasa mikroba yang lebih tahan terhadap kekeringan sehingga mereka tetap hidup dan fungsional.

Tapi kemungkinannya besar. Srubar membayangkan masa depan di mana pemasok dapat mengirimkan karung berisi bahan-bahan kering untuk membuat bahan bangunan hidup. Cukup tambahkan air, dan orang-orang di situs dapat mulai tumbuh dan membentuk rumah mikroba mereka sendiri.

"Alam telah menemukan cara melakukan banyak hal dengan cara yang cerdas dan efisien," kata Srubar.

nik/dariberbagaisumber/R-2