美科学家培养微生物加固倾斜建筑物

时间:2015-03-07 12:56 点击:
  据澳大利亚有关媒体报道,对于发生倾斜或者根基不太稳固的建筑物,如何对它们进行加固一直是一个世界性的难题。美国的科学家近日宣布,他们目前正在培养一种可以将土壤转化为岩石的微生物,这种转化可以用于加固那些根基不稳或者发生倾斜的建筑物。
  美国加利福尼亚州立大学工程系助理教授杰森-德吉隆称,在此前进行的一系列试验中,科学家们将一种巴斯德杆状细菌放置在湿润的土壤中。经过一段时间的培养和观察,科学家们发现巴斯德杆状细菌已经显著改变了这些土壤的化学成份,土壤中已经含有了大量的碳酸钙,而碳酸钙则是水泥的主要构成成份。随着时间的延长,这些土壤就会变得更像是坚硬的沙岩,从而使得建筑物的根基更加稳固。
  杰森-德吉隆还表示,在加利福尼亚州的旧金山湾,许多建筑物都建在比较松远的沙质土壤上。当这些建筑物后来发生倾斜时,人们通常是使用填充物来对它们进行加固。而当遭到地震或者其它地质灾害时,这种加固的效果就不会非常明显。为检测这巴斯德杆状细菌是否真的有效,科学家们设计了一只装满沙质土壤的容积为200升的容器,然后将一定量的微生物注入试验性的容器。科学家们观测并控制容器中的营养物质、氧分子含量以及其变化情况,以便确定这种微生物到底是如何将土壤变成岩石的。杰森-德吉隆称,这种巴斯德杆状细菌是经过科学家们特定选择的,它们首先使得土壤中的水份碱性化,然后再将水中溶解的碳酸钙与晶状物结合,这样其产生的物质将与建筑中使用的水泥非常类似。
  杰森-德吉隆进一步解释说,“土壤中的微生物(主要为细菌)需要摄取营养以便进行生命代谢。按照所需营养物的不同,微生物可以分为自养和异养两大类, 自养微生物以无机盐为营养,从无机物或阳光中获取能量,而异养微生物则依靠有机物作为营养,从有机物的分解中获取能量。由于微生物的代谢作用,有机物在好氧条件下最终分解为二氧化碳、水、硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐等。厌氧条件下则最终分解为甲烷、二氧化碳、氨、硫化氢等 此外,有机物的代谢过程还将形成大量的脂肪酸、各种羧酸、氨基酸等中间产物。因此,某些特定微生物的代谢使得土壤成为复杂的介质体系,其构成成份也会发生非常显著的变化。”
  科学家们表示,在上个世纪,人们主要使用机械或者物理手段来加固建筑物,很少使用化学的加固方式。但在目前,人们的目光则更多地转向了微生物细菌,他们同样可以扮演类似的角色。在每一立方米的土壤中,大约包含中1000万亿个微生物细菌,“如果可以合理地进行组织,它们在建筑学上将会变得非常的有用”。
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