Марсианская идея. В Швейцарии выращивают биоцемент с живыми микробами, который твердеет при комнатной температуре
Архитектор из Швейцарии заставила почвенные бактерии скреплять песок в твердые строительные элементы без высокотемпературного обжига.
Об этом сообщает Interesting Engineering.
Исследовательница из Швейцарской высшей технической школы Цюриха Карен Анторвеса Паэс разработала два способа изготовления архитектурных элементов из биоцемента. Ключевую роль в них играет почвенная бактерия Sporosarcina pasteurii. «Мы используем бактерии, чтобы получить своего рода минеральный клей», — пояснила архитектор.
На производство цемента приходится около 8% глобальных выбросов углерода, поскольку его ключевые компоненты обжигают в печах при экстремальных температурах. Биоцемент же, напротив, затвердевает при комнатной температуре.
В основе технологии лежит микробно-индуцированное осаждение карбоната кальция: бактериальный фермент расщепляет мочевину, и в смеси образуются карбонат-ионы. Вступая в реакцию с хлоридом кальция, они формируют микроскопические кристаллы известняка, которые скрепляют песчинки. Ранее этот подход рассматривался для строительства на Марсе.
Для 3D-биопечати команда создала чернила из воды, природных камедей, песка и живых бактерий. Напечатанное изделие на 2−5 дней погружают в ванну для минерализации. Раствор в ней ежедневно обновляют. После высыхания элемент становится твердым и биологически неактивным.
«Это немного похоже на выпекание торта, — сравнила Анторвеса Паэс. — Есть тесто, которое еще очень податливое и хрупкое. И только духовка превращает его в нечто твердое». Роль духовки в этой технологии выполняют бактерии.
В рамках второго метода роботизированная рука поочередно наносит на поверхность слои песка, бактерий и минерализующих веществ. Идея была подсказана строматолитами — каменистыми образованиями микробного происхождения. На Венецианской архитектурной биеннале 2025 года биоцементная конструкция росла на глазах у посетителей в течение полугода.
Впрочем, заменить конструкционный бетон биоцемент пока не способен: по прочности он ближе к строительному раствору, поэтому подходит для ненесущих перегородок и фасадных панелей. В ходе реакции также образуется аммоний, который необходимо обезвреживать или перерабатывать.
«Если не позаботиться об утилизации этого химического побочного продукта, строительство с использованием биоцемента, к сожалению, нельзя назвать устойчивым», — признала исследовательница.