工程细菌能黏合混凝土裂缝

2010-11-22 09:32 来源: 中国科学院
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  据美国每日科技新闻网近日报道,英国科学家借助转基因技术开发出一种能使混凝土裂缝完全“愈合”的工程细菌。这种细菌能深入到混凝土裂缝当中,并通过产生碳酸钙、胶质物以及丝状细胞的方式,将开裂的混凝土结构重新黏合在一起,而当细菌硬化后,其物理强度也会与周围的物质保持一致。

  科学家是通过一种被称为枯草芽孢杆菌的细菌来完成上述实验的,因此研究人员将这种建筑修复剂取名为BacillaFilla。

  负责该项目的英国纽卡斯尔大学的詹妮弗·哈利南说,对于因地质变动等原因造成的建筑结构裂缝,此前并没有十分有效的修复措施,而利用这种工程细菌就可以十分轻松地完成这一任务,并且与其他方法相比,细菌修复法也将更为简单和环保。

  一旦细菌孢子被激活,借助在微生物中所普遍存在的一种被称为群体感应的机制,它们就会迅速发现混凝土中缝隙并深入其中将其黏合。参与整个修复过程的细胞可以分为3种类型:一种负责生产碳酸钙结晶,一种负责转化为丝状细胞从而充当强化纤维的作用,第三种则充当胶水和黏合剂,同时也会填满上述两种细胞所形成的空白区域。

  作为研究的一部分,研究人员不仅需要考虑工程细菌的优点,而且也必须对其潜在的风险加以防范。这种工程细菌的孢子只有在接触到混凝土后才会生长,而这必须经由混凝土中一种特殊pH值所触发。当菌群繁殖达到需要的数量时,细菌中的一种自我毁灭基因便会开始运行,从而避免过度繁殖所带来的副作用。

  据研究人员称,研发这种工程细菌的初衷就是想延长建筑的使用年限,减少混凝土生产以及建筑所产生的碳排放。哈利南说:“在整个人类的二氧化碳排放量中,混凝土生产就占到了大约5%,因此可以说,建筑能耗也是导致全球变暖的一个重要因素。如果能找到延长现有建筑使用寿命的方法,或许能在一定程度上减少对混凝土的需求,缓解对环境所带来的压力,对大自然和人类的可持续发展来说这绝对是一件富有意义的事情。”