Boulder -forskare vid University of Colorado har utvecklat en ny metod för att designa mer hållbara byggnader med hjälp av några av de minsta entreprenörerna.

I en studie som kommer att visas den 15 januari i tidningen Materia , ingenjör Wil Srubar och hans kollegor beskriver deras strategi för att använda bakterier för att utveckla byggmaterial som lever och förökar sig - och kan ge ett lägre koldioxidavtryck, att starta.

"Vi använder redan biologiska material i våra byggnader, som trä, men det materialet lever inte längre, säger Srubar, en biträdande professor vid institutionen för civil, Miljö- och arkitekturteknik (CEAE). "Vi frågar:Varför kan vi inte hålla dem vid liv och få den biologin att göra något nyttigt, för?"

Du kan inte köpa dessa mikroorganismer vända tegel på ditt lokala Home Depot än. Men forskarna säger att deras förmåga att hålla sina bakterier vid liv med en hög framgång visar att levande byggnader kanske inte är för långt borta i framtiden.

Sådana strukturer kan, en dag, läka sina egna sprickor, suga upp farliga gifter från luften eller till och med lysa på kommando.

"Himlen är gränsen för vår kreativitet, "Sa Srubar.

Detsamma kanske inte är sant för dagens mer likliknande byggmaterial, som han sa kan vara dyrt och förorenande att tillverka:Att göra cement och betong ensam nödvändigt för vägar, broar, skyskrapor och andra strukturer genererar nästan 6% av världens årliga utsläpp av koldioxid.

Srubars lösning:Hyra några bakterier.

Särskilt, han och hans kollegor experimenterade med cyanobakterier som tillhör släktet Synechococcus. Under rätt förutsättningar, dessa gröna mikrober absorberar koldioxidgas för att hjälpa dem att växa och göra kalciumkarbonat - huvudingrediensen i kalksten och, det visar sig, cement.

För att påbörja tillverkningsprocessen, forskarna ympar kolonier av cyanobakterier i en lösning av sand och gelatin. Med rätt tweaks, det kalciumkarbonat som slits ut av mikroberna mineraliserar gelatinet som binder ihop sanden - och, presto, en tegelsten.

"Det är ungefär som att göra ris krispiga godisar där du hårdnar marshmallow genom att lägga till små bitar av hårda partiklar, "Sa Srubar.

Som en extra bonus, sådana tegelstenar skulle faktiskt ta bort koldioxid från luften, pumpa inte ut den igen.

De är hållbara, för. I den nya studien, laget upptäckte att under en rad fuktförhållanden, de har ungefär samma styrka som murbruk som används av entreprenörer idag.

"Du kan kliva på det, och det går inte sönder, " han sa.

Forskarna upptäckte också att de kunde få sitt material att reproducera. Hacka ett av dessa tegelstenar på mitten, och var och en av hälften kan växa till ett nytt tegel.

De nya tegelstenarna är motståndskraftiga:Enligt gruppens beräkningar ungefär 9-14% av bakteriekolonierna i deras material levde fortfarande efter 30 dagar och tre olika generationer i tegelform. Bakterier läggs till betong för att utveckla självläkande material, i kontrast, tenderar att ha överlevnadsnivåer mindre än 1%.

"Vi vet att bakterier växer i exponentiell takt, "Srubar sa." Det är annorlunda än hur vi, säga, 3D-skriva ut ett block eller gjuta en tegelsten. Om vi ​​kan odla våra material biologiskt, då kan vi tillverka i exponentiell skala. "

Han konstaterar att det finns mycket arbete att göra innan det händer. Lagets cyanobakterier, till exempel, behöver fuktiga förhållanden för att överleva - något som inte är möjligt i mer torra regioner i världen. Så han och hans team arbetar med att konstruera mikrober som är mer motståndskraftiga mot att torka ut så att de förblir levande och funktionella.

Men möjligheterna är stora. Srubar föreställer sig en framtid där leverantörer kan skicka ut säckar fyllda med de uttorkade ingredienserna för tillverkning av levande byggmaterial. Bara Lägg till vatten, och människor på plats kunde börja växa och forma sina egna mikrobiella hem.

"Naturen har kommit på hur man gör många saker på ett smart och effektivt sätt, "Srubar sa." Vi behöver bara vara mer uppmärksamma. "