周亞麗
擁有一座會長大的房子,是不是一件超酷的事情?未來,有生命的房子,它可能是這樣的——
磚塊自己長出來
萬丈高樓平地起,建樓怎么少得了磚9未來建樓的磚也會變得不一樣,它們是一群會工作、負責任的建筑材料。不信切開一塊,它有可能為你長出一堆磚來。因為這些磚是可以自我繁殖的細菌磚。
細……菌?聽到的人大概立馬會驚得臉變色吧!直覺告訴人們:細菌都是壞家伙,消滅都來不及,竟然還能拿來蓋房,讓它們有機會天天和人們共處一室。這中間可有著天大的誤解。不是所有的細菌都會干壞事,乳酸菌、酵母菌……多是為人體健康服務的益生菌。而且,細菌干的究竟是壞事還是好事,這也得看情況、分場合。比如藍綠菌,也叫藍藻,它是魚缸里的“邋遢客”,最喜歡光合作用的它,只要遇上合適的環(huán)境就會瘋了一般地大量繁殖,然后黏黏糊糊地飄在水面上,危害魚缸里的水草和魚。可是,科學家們恰恰就看上了它在惡劣的環(huán)境下也能存活很長時間的旺盛生命力,還給它謀了個新差事——制造生物磚。
科學家們將飼養(yǎng)在海水中的藍綠菌加熱到30度,混合進沙子、明膠之后倒入模具。混合物吸收二氧化碳和光線,在一定的條件下,藍綠菌會代謝出堿性物質(zhì),助力形成碳酸鈣,碳酸鈣則可以把沙子、明膠等材料黏合在一起。如果繼續(xù)降低濕度,模具里的混合物就會固化成為磚了??茖W家可以讓藍綠菌在磚中保持活性達到30天,在這30天中,只要有需要就可以調(diào)節(jié)磚的溫度、濕度,添加部分材料,藍綠菌就會變身磚廠微型工人,制造出更多磚來。在一些資源稀缺的環(huán)境,比如沙漠或北極,以及人們要修建臨時救災避難所或道路的時候,生物磚備受青睞,還能大大減少碳的排放量。
微觀世界來的修理匠
在建筑領(lǐng)域,水泥和鋼筋的建筑材料組合雖然使用得廣,可它們并不是銅墻鐵壁。天氣變化、化學物質(zhì)侵蝕等,日子一久就可能會讓它們敗下陣來。這時候,有一個好的房屋修理匠就變得很重要了。來,讓可以自我修復的微生物水泥上吧!水泥里的細菌們正摩拳擦掌呢。
什么,竟然又是細菌?這回是巴氏芽孢桿菌要大展拳腳了。巴氏芽孢桿菌是一種從土壤中分離出的革蘭氏陽性菌,沒有致病性,在顯微鏡下呈現(xiàn)桿狀。它可以頑強地生活在火山附近的強堿性湖泊中,可產(chǎn)生石灰?guī)r。當溫度在15~37℃之間時,巴氏芽孢桿菌可以正常地生長、生活??梢坏]有這樣的條件,尤其是缺少氧氣時,它就無法進行正常的生長代謝,轉(zhuǎn)而進入“休眠”狀態(tài)——以芽孢的形式存活,并且可以保持數(shù)十年之久。
在需要修復的地方放入含有細菌孢子的混凝土,當水浸入混凝土時,細菌孢子仿佛接收到了“復活”的召喚,會變得活躍并發(fā)生化學反應產(chǎn)生方解石晶體,而方解石具有一定的膠結(jié)能力,可以把松散的砂粒黏合起來,這樣混凝土的裂縫和缺損就被“自動”修復了。經(jīng)過這樣的修補,建筑的壽命又能延長了。其實,早在20世紀90年代,人們就利用巴氏芽孢桿菌對油田進行裂縫封堵,后來人們還用這種方法對大理石文物的表面進行防護,提高文物的抗侵蝕能力。
節(jié)能的智能屋
這時候,蘑菇有話說了。要說在建筑領(lǐng)域的新貢獻,怎么也不能把它忘記了。蘑菇只是真菌中的一個分支,科學家們近年來喜愛的環(huán)保新材料是包括蘑菇家族在內(nèi)的菌絲體。菌絲體是真菌物質(zhì)生成的像血管一樣的菌絲的集成體。菌絲體生長時,能向外延伸深入土壤和縫隙中,這種黏合性具有與生俱來的生命力量,而且它們可以在廢棄的農(nóng)產(chǎn)品上生長,能把鋸末、秸稈、玉米芯、咖啡渣等物質(zhì)黏合在一起,形成輕型建筑材料,而且還具備防火、隔溫、承重力強、可生物降解等優(yōu)點。
除此之外,菌絲體還可以感知燈光、重量等外界刺激,并且在菌絲體自己復雜的小網(wǎng)絡中發(fā)送生物電子信號??茖W家們正試著利用菌絲體制造可以自我調(diào)節(jié)的智能房屋。一旦成功,智能房屋就將擁有辨認燈光、環(huán)境污染物,根據(jù)光線和氣溫的變化自動幫人們打開電燈、暖氣等,以及對人們的動作作出反應的本事。