“有生命”的房子:能生长、会修复
2022-05-30周亚丽
周亚丽
拥有一座会长大的房子,是不是一件超酷的事情?未来,有生命的房子,它可能是这样的——
砖块自己长出来
万丈高楼平地起,建楼怎么少得了砖9未来建楼的砖也会变得不一样,它们是一群会工作、负责任的建筑材料。不信切开一块,它有可能为你长出一堆砖来。因为这些砖是可以自我繁殖的细菌砖。
细……菌?听到的人大概立马会惊得脸变色吧!直觉告诉人们:细菌都是坏家伙,消灭都来不及,竟然还能拿来盖房,让它们有机会天天和人们共处一室。这中间可有着天大的误解。不是所有的细菌都会干坏事,乳酸菌、酵母菌……多是为人体健康服务的益生菌。而且,细菌干的究竟是坏事还是好事,这也得看情况、分场合。比如蓝绿菌,也叫蓝藻,它是鱼缸里的“邋遢客”,最喜欢光合作用的它,只要遇上合适的环境就会疯了一般地大量繁殖,然后黏黏糊糊地飘在水面上,危害鱼缸里的水草和鱼。可是,科学家们恰恰就看上了它在恶劣的环境下也能存活很长时间的旺盛生命力,还给它谋了个新差事——制造生物砖。
科学家们将饲养在海水中的蓝绿菌加热到30度,混合进沙子、明胶之后倒入模具。混合物吸收二氧化碳和光线,在一定的条件下,蓝绿菌会代谢出碱性物质,助力形成碳酸钙,碳酸钙则可以把沙子、明胶等材料黏合在一起。如果继续降低湿度,模具里的混合物就会固化成为砖了。科学家可以让蓝绿菌在砖中保持活性达到30天,在这30天中,只要有需要就可以调节砖的温度、湿度,添加部分材料,蓝绿菌就会变身砖厂微型工人,制造出更多砖来。在一些资源稀缺的环境,比如沙漠或北极,以及人们要修建临时救灾避难所或道路的时候,生物砖备受青睐,还能大大减少碳的排放量。
微观世界来的修理匠
在建筑领域,水泥和钢筋的建筑材料组合虽然使用得广,可它们并不是铜墙铁壁。天气变化、化学物质侵蚀等,日子一久就可能会让它们败下阵来。这时候,有一个好的房屋修理匠就变得很重要了。来,让可以自我修复的微生物水泥上吧!水泥里的细菌们正摩拳擦掌呢。
什么,竟然又是细菌?这回是巴氏芽孢杆菌要大展拳脚了。巴氏芽孢杆菌是一种从土壤中分离出的革兰氏阳性菌,没有致病性,在显微镜下呈现杆状。它可以顽强地生活在火山附近的强碱性湖泊中,可产生石灰岩。当温度在15~37℃之间时,巴氏芽孢杆菌可以正常地生长、生活。可一旦没有这样的条件,尤其是缺少氧气时,它就无法进行正常的生长代谢,转而进入“休眠”状态——以芽孢的形式存活,并且可以保持数十年之久。
在需要修复的地方放入含有细菌孢子的混凝土,当水浸入混凝土时,细菌孢子仿佛接收到了“复活”的召唤,会变得活跃并发生化学反应产生方解石晶体,而方解石具有一定的胶结能力,可以把松散的砂粒黏合起来,这样混凝土的裂缝和缺损就被“自动”修复了。经过这样的修补,建筑的寿命又能延长了。其实,早在20世纪90年代,人们就利用巴氏芽孢杆菌对油田进行裂缝封堵,后来人们还用这种方法对大理石文物的表面进行防护,提高文物的抗侵蚀能力。
节能的智能屋
这时候,蘑菇有话说了。要说在建筑领域的新贡献,怎么也不能把它忘记了。蘑菇只是真菌中的一个分支,科学家们近年来喜爱的环保新材料是包括蘑菇家族在内的菌丝体。菌丝体是真菌物质生成的像血管一样的菌丝的集成体。菌丝体生长時,能向外延伸深入土壤和缝隙中,这种黏合性具有与生俱来的生命力量,而且它们可以在废弃的农产品上生长,能把锯末、秸秆、玉米芯、咖啡渣等物质黏合在一起,形成轻型建筑材料,而且还具备防火、隔温、承重力强、可生物降解等优点。
除此之外,菌丝体还可以感知灯光、重量等外界刺激,并且在菌丝体自己复杂的小网络中发送生物电子信号。科学家们正试着利用菌丝体制造可以自我调节的智能房屋。一旦成功,智能房屋就将拥有辨认灯光、环境污染物,根据光线和气温的变化自动帮人们打开电灯、暖气等,以及对人们的动作作出反应的本事。