一变二,二变四,砖头也会自我复制了?

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01-20 17:27

实际上,将生物工程和材料工程相结合并不是什么新鲜事。

近年来已经有不少研究通过在建筑材料中添加各种微生物,使得建筑材料具备感知环境变化,甚至可以做出反应的能力。

而近日,以美国科罗拉多大学博尔德分校材料学教授 Wil Srubar 为首的研究团队,就研究出了会「自我增殖」的砖头,并将相关研究刊登在了科学杂志《物质》上。

具体来说,研究人员找到了一种能够能进行大量光合作用的聚球藻属蓝藻细菌,并且将蓝藻细菌与沙子和一种帮助保持水分和营养的水凝胶混合在一起。

沙子和水凝胶为细菌提供支撑,而当细菌成长时,它们会沉淀碳酸钙,就像是海洋中的背壳生物制造它们的背壳一样。然后当材料完全干燥的时候,就会和我们常见的水泥材料制作的砖头一样坚固。Srubar 表示:

这就像在制作一块有生命的砖头一样。

在进行试验时,制作成砖头的蓝藻细菌不仅成活了下来,还成功地让砖头得以复制。研究人员将原来的砖头劈开成了两半,然后放入额外的沙子、水凝胶以及营养物后,砖头在 6 个小时内就「长」成了两块原尺寸的砖头,并且经历了三代后,一块砖头最终变成了八块。

另外,这种材料对环境的要求并不高,即便在高温干旱的环境也能实现「自我复制」。所以在一些偏远或环境极端的地区,例如沙漠,如果应用上这种材料的话,就不再需要长途跋涉地运送大量建筑材料了。

美国海军研究实验室的微生物学家和材料专家 Sarah Glaven 表示像这种利用自然过程去生产建筑材料是十分有趣的,并且它潜在的应用场景也是「迷人」的:

试想一下,在沙子和明胶里面种上细菌,然后就能在某个地方建起一条临时的飞机跑道。

当然,Srubar 发明这种砖头并不仅仅是想用在普通建筑上,而是有更遥远的目标:火星建筑。

因为太空飞船很难携带大量的建筑材料,相对而言,带上细菌培养物就要简单得多了。而新的技术可以帮助宇航员在火星上更容易获得坚硬的建筑材料。要知道,在这可是比在没有液态水和稀薄大气的寒冷星球上尝试种植树木又或者挖掘合适的矿材要容易得多。

目前,研究小组正在为材料的落地应用做进一步的研究,例如重新配置材料以使得强度进一步上升,再例如他们也正在尝试寻找一种新的微生物可以不需要添加水凝胶也能促成材料复制的。

文中部分图片来自:纽约时报

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