德雷塞尔大学的研究人员正在试验将生物体注入混凝土,以延长建筑材料的使用寿命。尽管新方法基于尖端技术,但底层工程策略源自人体。 混凝土是地球上仅次于水的第二大消耗材料——考虑到其制造过程中产生的大量碳排放,这一数据尤其令人担忧。人们已经在研究对这种具有数千年历史的结构材料进行多项有前景的绿色更新,但减少混凝土对环境影响的另一种方法是延长其使用寿命。根据周围环境的不同,混凝土在凝固后不到 50 年就会开始变弱和破裂。利用固有的实时修复机制延缓这种退化可以提供一种可靠的方法来充分利用这种材料。 [相关:脏尿布可以回收利用,制成廉价、坚固的混凝土。] 正如《建筑与建筑材料》杂志最近发表的一篇新论文中所述,德雷塞尔大学的工程研究团队开发了一种新型聚合物“生物纤维”,其表面涂有注入细菌的水凝胶,全部包裹在半毫米厚的损伤响应外壳内。在浇注混凝土时,生物纤维被排列成网格状层,充当增强添加剂,就像数千年来建筑工人使用稻草或马鬃来加固砖块一样。当然,这些增强材料的作用有限,但当该团队的生物纤维开始出现问题时,它们才真正大放异彩。 “在我们的皮肤中,我们的组织通过注入自愈液体——血液的多层纤维结构自然地进行修复,”德雷塞尔大学工程学院副教授兼研究联合负责人阿米尔·法纳姆 (Amir Farnam) 在 12 月 8 日的大学简介中说道。“这些生物纤维模仿了这一概念,并使用造石细菌来制造对损伤有反应的、活的、自愈的混凝土。” 每根 BioFiber 内都藏有处于休眠状态的球形赖氨酸芽孢杆菌。这种细菌通常存在于土壤中,会经历一种称为微生物诱导碳酸钙沉淀的过程——基本上,它会在消耗营养物质时产生一种类似岩石的物质。 如果能在某种流行建筑材料内新形成的裂缝附近发现细菌,这一技术就会特别有用。当该团队的生物纤维在压力下断裂后,外界环境的水分最终会渗入混凝土,与内窥镜细菌接触。这会激活球形溶菌杆菌,它开始向外向上推向表面——同时开始微生物诱导的碳酸钙沉淀。碳酸钙随后填满裂缝,硬化成表面上的水泥痂,就像干血覆盖和保护伤口一样。在最近的测试中,混凝土在两天内就“自我修复”了。 尽管研究人员仍需要更好地了解和控制含有生物纤维的材料的修复时间,但自修复材料有朝一日可能有助于减少对额外的、气候成本高昂的混凝土的需求。 |
制作一颗完美的 Jelly Bean需要一周甚至更长时间。这是因为——至少就 Jelly Belly...
本文摘自 2017 年最佳新品榜单。如需查看本年度最具变革性的产品和发现的完整列表,请点击此处。签名...
从空中城市到机器人管家,未来主义的愿景充斥着 PopSci 的历史。在“我们到达了吗?”专栏中,我们...
夏季仍在如火如荼地进行中,如果您正在寻找降温解决方案,我们建议您利用 BLACK+DECKER 在亚...
城里出现了一种新显微镜,它拍摄的图像令人惊叹。一个由工程师和生物学家组成的国际团队宣布,他们制造了一...
科学家一生都在追求真理,借助昂贵、精密的科学仪器探索宇宙的秘密。有时他们会给这些仪器起一些非常非常愚...
隐形眼镜的忠实佩戴者(比如本文作者)会告诉你隐形眼镜最大的优点就是隐形。但隐形眼镜虽然对眼睛来说是一...
有一种新型胶水原型,可以像贻贝一样粘在岩石上——确实如此。这种胶水可以在水下使用,它含有贻贝通常用来...
在皮特·哈奇森 (Pete Hutchison) 的童年家中,听唱片是一种虔诚的行为。每当他的父母播...
我一直认为,为模型火车布局建造按比例大小爆炸的粮仓会很有趣。最近,我还遇到了一些大型项目的问题,即引...
“Opus.COLORs”——欢迎来到色彩缤纷的动画世界《Opus.COLORs》于2023年4月7...
去年,Raspberry Pi 4 上市,承诺只需 35 美元即可拥有一台功能强大的计算机所需的所有...
Bakugan Legends - 该系列的新挑战及其吸引力爆丸系列的最新一期《爆丸传奇》于 202...
空气污染致命。昨天发表在《自然》杂志上的一项研究发现,2007 年,空气污染导致全球 345 万人过...
本文最初刊登在《Hakai 杂志》上,这是一本有关沿海生态系统科学和社会的在线刊物。如需阅读更多类似...