Gạch biết quang hợp, hấp thụ CO2

• Sản xuất gạch từ rác thải nhựa

Vật liệu có thể tự vá lành và thải ít khí carbon hơn bê tông thông thường

Kết hợp biện pháp sinh học vào bê tông

Theo đó, nhóm các nhà khoa học liên ngành của Đại học Colorado Boulder (Mỹ) đã thực hiện việc áp dụng biện pháp sinh học vào trong bê tông trong thí nghiệm của mình. Họ trộn vi khuẩn lam, một dạng sống biết quang hợp và hấp thụ carbon dioxide để sinh trưởng vào một tổ hợp của cát và thạch (gelatin). Phụ phẩm của quá trình quang hợp là chất bột calcium carbonate - thành phần chính của xi măng và cũng chính là thứ khiến xi măng cứng cáp. Khi vi khuẩn lam quang hợp cũng làm cho bê tông có đặc điểm khác thường là có màu xanh lục.

“Nó trông giống như một vật liệu Frankensstein”, Wil Srubar, kỹ sư kết cấu, người đứng đầu nghiên cứu cho biết. Màu xanh của gạch cũng nhạt dần khi vật liệu ngày càng khô. 

Thành phần tiếp theo là gelatin. Nó là chất giúp kết dính các hạt cát lại với nhau, nên cấu trúc của gạch càng chắc chắn, phát triển nhanh hơn và mạnh hơn. Thêm vi khuẩn vào, cả khối gạch bỗng biến thành thứ vữa vững chắc chẳng kém vữa xây nhà. Tuy nhiên, những viên gạch sống này cần không khí ẩm để phát triển - vi khuẩn bên trong gạch không ưa thời tiết khô nóng.

“Lần đầu chúng tôi tạo ra một kết cấu lớn bằng cách sử dụng hệ thống này, chúng tôi lấy nó ra khỏi khuôn và quan sát thấy đó là một màu xanh lá cây tuyệt đẹp, tươi sáng. Đây cũng là lần đầu tiên chúng tôi tạo thành công viên gạch có kích thước như chúng tôi tính toán. Nó thực sự rất thú vị”, David Heveran, cựu thành viên nhóm nghiên cứu cho biết. 

Gạch biết sinh sản

Điều đáng ngạc nhiên nhất đối với nhóm nghiên cứu là khi họ mang một số mẫu nhỏ đến hội thảo đánh giá của các quan chức từ Cơ quan Chỉ đạo các Dự án Nghiên cứu Tiên tiến của Bộ Quốc phòng Mỹ, đơn vị tài trợ kinh phí cho thí nghiệm này, đã khiến họ rất hài lòng. Khi được lưu trữ trong điều kiện nhiệt độ phòng các viên gạch sẽ đạt được độ cứng tối đa trong nhiều ngày. Sau thời gian khoảng một vài tuần, những viên gạch này vẫn tiếp tục sống và khi một lần nữa tiếp xúc với nhiệt độ và độ ẩm cao, các tế bào khuẩn lam sẽ hoạt động trở lại khiến cho viên gạch phát triển gấp nhiều lần so với ban đầu.

Để thử nghiệm xem tuổi đời của viên gạch sống được bao lâu, các nhà khoa học đặt cả khối vào trong một cái khuôn nhỏ (kích cỡ tương đương hộp đựng giày), để trong điều kiện khô và với nhiệt độ phòng. Sau vài ngày, vi khuẩn trong viên gạch sống bắt đầu chết dần. Sau khoảng 1 tháng, chỉ còn khoảng 9 tới 14% nhóm vi khuẩn vẫn còn hoạt động. Nhưng ngay khi nhiệt độ trong phòng nóng và ẩm hơn, vi khuẩn ngay lập tức tiếp tục sinh sôi.

Và muốn loại gạch này tốt hơn, các nhà khoa học sẽ tăng khả năng kháng khuẩn đối với sự mất nước, cấu hình lại các loại vật liệu để chúng có thể đóng gói phẳng, dễ lắp ráp giống như các tấm thạch cao, đồng thời tìm ra loại vi khuẩn lam khác không cần bổ sung gelatin.

Công trình nghiên cứu của các nhà khoa học Mỹ dựa vào các công cụ của sinh học tổng hợp có thể dần mở ra các khả năng trong nhiều lĩnh vực khác, trong đó có vật liệu xây dựng có thể phát hiện và phản ứng với các chất độc hại, hoặc tự phát sáng khi phát hiện thấy sự thiếu hụt về cấu trúc. Gạch sống có thể sử dụng được trong cả môi trường khắc nghiệt hơn cả sa mạc khô cằn nhất, đó có thể là các hành tinh khác trong hệ Mặt trời.