Biotechnologisch bouwmateriaal met CO2-absorberende bacteriën ontwikkeld

Beter en duurzamer bouwen door handig gebruik te maken van levende organismen: dat is in een notendop het doel van biodesign. Het biotechnologische bouwmateriaal van de University of Cambridge is hier een treffend voorbeeld van. Er zitten namelijk cyanobacteriën in vervat, die ervoor zorgen dat anorganische stoffen zoals CO2 uit de atmosfeer worden gehaald en worden opgeslagen in het bouwmateriaal. Zo ontstaat een waardevolle win-winsituatie: er verdwijnt CO2 én het materiaal wordt sterker.

Dubbele functie

Het uitgangspunt voor deze vooruitstrevende ontwikkeling was de interessante vaststelling dat bepaalde bacteriën een reeks biologische activiteiten in gang zetten die hun omgeving beïnvloeden en het stollen van anorganische materialen mogelijk maken. Dit proces werd eerder al waargenomen bij microbieel geïnduceerde carbonaatneerslag die de bindingen tussen zanddeeltjes versterkt. De wetenschappers van de University of Cambridge bouwden hierop voort, kweekten cyanobacteriën in een calciumcarbonaatoplossing en voegden ze toe aan een op zand gebaseerde biomix. Ze gebruikten microbiologische technieken om de optische dichtheid en de fluorescentie van de bacteriën te meten en konden zo de groeicurve en de activiteit van de bacteriële bouwvakkers monitoren. De wetenschappers stelden vast dat de bacteriekolonies progressief aansterkten en dat die hun dubbele functie – CO2 absorberen én de stevigheid van het materiaal garanderen via fotosynthese (dat de afzetting van het calciumcarbonaat stimuleert en de zanderige biomix op die manier omtovert in een veel sterker cementachtig materiaal) – met brio vervulden. Na een hele hoop laboratoriumtesten en -experimenten zijn de wetenschappers er bovendien in geslaagd om een gestandaardiseerde workflow voor het produceren van biotechnologische bouwmaterialen op zandbasis te ontwikkelen, die kan worden ingezet voor architecturale doeleinden.

Enorm potentieel

Betekent dit dat ontwerpers voortaan voor CO2-absorberende ruwbouwstructuren kunnen opteren en dat bouwmaterialen met een negatieve milieu-impact definitief verleden tijd zijn? Zover zijn we natuurlijk nog niet. De wetenschappers van de University of Cambridge geven aan dat er nog heel wat verdere studies moeten plaatsvinden om een en ander te verfijnen en te optimaliseren. Al lijkt het potentieel van deze nieuwe ontwerpmethode voor de productie van duurzame bouwmaterialen wel enorm. Ze verzoent de nood aan CO2-reductie met de stijgende vraag naar nieuwe, vooruitstrevende bouwactiviteiten. De wetenschappers geven bovendien aan dat ze alles te danken hebben aan een vruchtbare multidisciplinaire samenwerking tussen architecten en microbiologen, die elk vanuit hun vakgebied waakten over specifieke vereisten en aandachtspunten (zoals sterkte, stabiliteit, uiterlijk, reactievermogen en levensduur). “Door in de toekomst te blijven inzetten op samenwerkingen met (micro)biologen en de gezamenlijke ontwikkeling van biotechnologische bouwmaterialen zullen architecten meer dan ooit kunnen bijdragen aan een duurzamere bouwsector en de uitwerking van innovatieve oplossingen voor grote maatschappelijke problemen (zoals de klimaat- en stikstofcrisis, red.)”, klinkt het. Staat biodesign dankzij deze ontwikkeling eindelijk aan de rand van de grote doorbraak? De toekomst zal het uitwijzen …

De paper van de University of Cambridge kan je hier raadplegen.