具有自我修复功能的混凝土

混凝土是世界上使用最广泛的建筑材料。自从2000年前古罗马人用混凝土建造万神殿以来，我们一直在寻找让混凝土更耐用的方法。不管混合和加固得多好，所有的混凝土最终都会开裂，在某些情况下，这些裂缝会导致建筑物的倒塌。

荷兰代尔夫特理工大学微生物学教授亨克·琼斯解释道:“混凝土裂缝的最大问题是漏水。水将通过裂缝流入地下室和车库。此外，如果水接触到钢筋，导致钢筋腐蚀，那么可能会发生坍塌。”

然而，琼斯想出了一个全新的方法来延长混凝土的寿命。他说:“我们发明了生物混凝土。这种材料可以被我身上的细菌修复。”这种生物混凝土与普通混凝土混合时是一样的，但会添加一种额外的原材料，即“修补剂”。当混合时它保持完整，只有当混凝土裂缝和水渗透时它才会溶解。

自2006年以来，琼斯一直在研究这种特殊的混凝土。他花了三年时间才想出一个解决办法，但在这个过程中也有许多困难。他说:“我们需要找到能在像混凝土这样的极端环境中生存的细菌，因为混凝土与岩石相似，而且非常干燥。”混凝土是碱性极强的，这些“修复”细菌需要在被水激活之前沉睡很多年。

琼斯选择了杆菌来完成这项任务，因为它们在碱性条件下生长良好，能产生孢子，并能在没有食物和氧气的情况下生存数十年。Jonkers说:“下一个挑战是使这些细菌不仅在混凝土中存活，而且产生修复物质，即石灰石。”

芽孢杆菌需要食物来生产石灰石，糖是一种选择，但是在混凝土中添加糖会使它变软而不结实。最终，Jonkers选择了乳酸钙，将含有细菌的物质包裹在由可降解塑料制成的胶囊中，然后在制作混凝土时加入胶囊。

当混凝土最终开裂时，水的渗透会溶解胶囊。之后，细菌会繁殖并吃掉乳酸。在这个过程中，钙离子和碳酸盐离子将结合形成碳酸钙或石灰石，以封闭裂缝。

Jonkers希望他的混凝土将引领一个生物建筑的新时代。他说:“这是自然和建筑材料的结合。大自然免费为我们提供了许多有用的东西。如果我们能在材料中使用它，我们将受益匪浅，所以我认为这是一个很好的例子，也是一个将自然与建筑环境相结合的新概念。”