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Lebendes Material: US-Forscher entwickeln sich vermehrendes Baumaterial

Forscher in den USA haben einen Baustoff aus Sand und Bakterien entwickelt. Da die Bakterien leben, kann sich ein Baustein aus dem Material vermehren.

Artikel veröffentlicht am ,
Lebender Baustoff: acht Klötze nach drei Generationen
Lebender Baustoff: acht Klötze nach drei Generationen (Bild: CU Boulder College of Engineering and Applied Science)

Die Bauindustrie gilt nicht unbedingt als umweltfreundlich: Bei der Herstellung von Zement entstehen rund sechs Prozent der weltweiten Kohlendioxid-Emissionen. Wissenschaftler aus den USA haben ein Baumaterial entwickelt, das deutlich umweltfreundlicher ist als herkömmlicher Beton und noch eine weitere sehr praktische Eigenschaft hat: Es kann sich vermehren.

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Das Material, das Forscher um Wil Srubar von der Universität von Colorado in Boulder entwickelt haben, besteht aus Sand, einem Hydrogel und einem Photosynthese betreibenden Bakterium. Aus dem Sand haben die Forscher ein Gerüst erschaffen, das Hydrogel enthält Wasser und Nahrung für die Bakterien, damit diese leben und sich vermehren können.

Die Cyanobakterien der Gattung Synechococcus produzieren Kalk, ähnlich wie Muscheln, der das Gerüst zusetzt. So entsteht ein lebendes Material, das eine ähnliche Stabilität hat wie Mörtel aus Zement. "Es sieht aus wie ein Frankenstein-ähnliches Material",, sagte Srubar. "Das ist genau das, was wir zu erschaffen versuchen: etwas, das am Leben bleibt."

Unter den richtigen Bedingungen, das bedeutet das Vorhandensein von Feuchtigkeit und Nährstoffen, bleiben die Bakterien nicht nur am Leben, sondern vermehren sich. Die Forscher teilten einen aus dem Biobaustoff hergestellten Baustein und gaben Sand, Hydrogel sowie Nährstoffe hinzu. Innerhalb weniger Stunden waren aus den zwei halben Bausteine zwei ganze geworden. Die Forscher verfuhren so weiter und erhielten schließlich in der dritten Generation acht Bausteine.

Vorteil ist, dass auf diese Weise Baustoffe ohne Emissionen hergestellt werden können. Allerdings gibt es auch eine Kehrseite: Damit das Material seine maximale Festigkeit erreicht, muss es komplett durchgetrocknet sein. Dann aber leiden die Bakterien, die zum Leben Feuchtigkeit brauchen.

Die Forscher müssen also einen Kompromiss aus Trockenheit für die Festigkeit und Feuchtigkeit für die Überlebensfähigkeit der Mikroorganismen finden. Andererseits können sie Feuchtigkeit und Temperatur wie Schalter nutzen, um zu steuern, wann die Bakterien wachsen und wann das Material ruht und seine strukturelle Funktion erfüllt.

Das Projekt, das Srubar und sein Team in der Fachzeitschrift Matter beschreiben, gehört zum Forschungsbereich Engineered Living Materials (ELMs). Dabei mischen Forscher unbelebte Materie mit lebenden Organismen, meist Bakterien. So erhalten sie Materialien mit neuen Eigenschaften, etwa solche, die auf Licht reagieren, Druck erkennen oder antimikrobiell wirken.

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Michael H. 20. Jan 2020 / Themenstart

Kommt auch immer auf die Verwertung an. Wurde das Holz entsprechend gut getrocknet und...

Michael H. 20. Jan 2020 / Themenstart

Ergo Nanobots :D Diese kann man dann auch dem Menschen injizieren und wenn er sich...

Aki-San 20. Jan 2020 / Themenstart

Mit Robotern nicht aus. ;-) Obwohl die Borg würde es freuen.. oder die Replikatoren...

mxcd 20. Jan 2020 / Themenstart

Tatsächlich ist der Stoffwechsel vieler Cyanobakterien dem von Pflanzen ähnlicher als dem...

mxcd 20. Jan 2020 / Themenstart

Der letzte Satz war ja wohl völlig unnötig. Ich habe Schwierigkeiten, nachzuvollziehen...

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