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Lebender Beton

Baumaterial aus Sand und Bakterien

6/2020

Das Bauwesen ist für einen großen Teil der CO2-Emissionen verantwortlich. Vor allem geht dies auf zementäre Bauwerkstoffe wie Beton zurück, die nicht nur sehr viel Energie in der Herstellung benötigen, sondern darüber hinaus während der Aushärtung Kohlendioxid freisetzen. Man geht davon aus, dass die Betonindustrie für 6–9 % der von Menschen verursachten Emissionen zwischen 1925 und 2000 verantwortlich ist. Der Druck ist also groß, nach Alternativen zu suchen, bevor die Unternehmen durch gesetzliche Vorgaben dazu gezwungen werden. Seit einigen Jahren versuchen Wissenschaftler bereits, Zement als Bindemittel durch kalzitproduzierende Bakterien zu ersetzen. Ein Forscherteam von der University of Colorado Boulder meldet nun vielversprechende Ergebnisse.

 

Gerüst aus Sand und einem Hydrogel

 

Zur Herstellung der umweltfreundlichen Alternative stellten die Wissenschaftler zunächst ein Gerüst aus Sand und einem Hydrogel her und siedelten darauf eine besondere Spezies Cyanobakterien an. Die Organismen der Gattung Synechococcus können Fotosynthese betreiben, nehmen dabei Kohlendioxid auf und erzeugen Kalk, das zwischen den Sandkörnern feste Bindungen erzeugte. Das Hydrogel war Lieferant der Nährstoffe für die Bakterien und Grundlage für deren Wachstum. Die Bakterien blieben in den Versuchen am Leben und pflanzten sich sogar fort.

 

Bauwerkstoff aus Sand, Hydrogel und Cyanobakterien

In weiteren Testreihen zerbrachen die Wissenschaftler die gewachsenen Bausteine und stellten die ursprüngliche Größe mithilfe von zusätzlichem Sand, Nährstoffen und Hydrogel, das die Form vorgab, wieder her. Nach 30 Tagen waren in den neuen Strukturen noch 9-14 Prozent der Bakterien am Leben. "Unsere Studie stellt die konventionellen Methoden infrage, mit denen Baustoffe bislang erzeugt werden", erläutert Wil Srubar die Tragweite der Forschungsergebnisse. So könnten in Zukunft aus einer getrockneten Biobaumischung auf der Baustelle die Gebäudestrukturen nach Beimischung von Wasser herangezüchtet werden.

 

Ein Forschungsbericht ist erschienen unter: www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(19)30391-1#articleInformation

 

 

 

 

 

Bild: Umweltfreundliche Beton-Alternative unter Einsatz von Cyanobakterien und Sand (Quelle: College of Engineering and Applied Science at Colorado University Boulder)

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