一變二,二變四,磚頭也會自我復制了?

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01-20 17:27

實際上,將生物工程和材料工程相結合并不是什么新鮮事。

近年來已經有不少研究通過在建筑材料中添加各種微生物,使得建筑材料具備感知環境變化,甚至可以做出反應的能力。

而近日,以美國科羅拉多大學博爾德分校材料學教授 Wil Srubar 為首的研究團隊,就研究出了會「自我增殖」的磚頭,并將相關研究刊登在了科學雜志《物質》上。

具體來說,研究人員找到了一種能夠能進行大量光合作用的聚球藻屬藍藻細菌,并且將藍藻細菌與沙子和一種幫助保持水分和營養的水凝膠混合在一起。

沙子和水凝膠為細菌提供支撐,而當細菌成長時,它們會沉淀碳酸鈣,就像是海洋中的背殼生物制造它們的背殼一樣。然后當材料完全干燥的時候,就會和我們常見的水泥材料制作的磚頭一樣堅固。Srubar 表示:

這就像在制作一塊有生命的磚頭一樣。

在進行試驗時,制作成磚頭的藍藻細菌不僅成活了下來,還成功地讓磚頭得以復制。研究人員將原來的磚頭劈開成了兩半,然后放入額外的沙子、水凝膠以及營養物后,磚頭在 6 個小時內就「長」成了兩塊原尺寸的磚頭,并且經歷了三代后,一塊磚頭最終變成了八塊。

另外,這種材料對環境的要求并不高,即便在高溫干旱的環境也能實現「自我復制」。所以在一些偏遠或環境極端的地區,例如沙漠,如果應用上這種材料的話,就不再需要長途跋涉地運送大量建筑材料了。

美國海軍研究實驗室的微生物學家和材料專家 Sarah Glaven 表示像這種利用自然過程去生產建筑材料是十分有趣的,并且它潛在的應用場景也是「迷人」的:

試想一下,在沙子和明膠里面種上細菌,然后就能在某個地方建起一條臨時的飛機跑道。

當然,Srubar 發明這種磚頭并不僅僅是想用在普通建筑上,而是有更遙遠的目標:火星建筑。

因為太空飛船很難攜帶大量的建筑材料,相對而言,帶上細菌培養物就要簡單得多了。而新的技術可以幫助宇航員在火星上更容易獲得堅硬的建筑材料。要知道,在這可是比在沒有液態水和稀薄大氣的寒冷星球上嘗試種植樹木又或者挖掘合適的礦材要容易得多。

目前,研究小組正在為材料的落地應用做進一步的研究,例如重新配置材料以使得強度進一步上升,再例如他們也正在嘗試尋找一種新的微生物可以不需要添加水凝膠也能促成材料復制的。

文中部分圖片來自:紐約時報

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