پیدایش مصالح ساختمانی به دستیار موجودات زنده

ساختمانی ها چیزی برعکس بدن انسان نیستند. آن ها غصه دارای استخوان و پوست هستند و ثانیه می کشند. این ساختمان های برقی شده، کارمایه استعمال کرده، دما را تنظیم می کنند و ضایعاتی تولید می کنند. ساختمان ها نوعی ارگانیسم بی جان هستند. اما اگر بناء ها (دیوارها، کف ها و پنجره ها) واقعا زنده باشند و بوسیله وسیله ی مواد زنده نمو کرده و نگه داری شوند، چه؟

تصور کنید معماران از ابزارهای ژنتیکی کاربرد کنند تا معماری یک بناء را مستقیما تو DNA یک ارگانیسم رمزگذاری کنند و سپس مسکن هایی را بسازند که خود را نوسازی کرده، با ساکنان خود تعامل منیع کرده و با فضا سازگار می شوند.

معماری حی درحال انتقال از قلمرو داستان های علمی به آزمایشگاه است، زیرا گروهی از پژوهشگران لفافه های مختلف، درحال تغییر سلول های زنده به کارخانه های میکروسکوپی هستند. در دانشگاه کلرادو بولدر، ویل سروبار راهنمایی آزمایشگاه مواد زنده را برعهده دارد. سروبار با شریک شدن پژوهشگرانی تو رشته های بیوشیمی، میکروبیولوژی، علوم مواد و مهندسی سازه از ابزارهای زیست شناسی مصنوعی برای مهندسی باکتری ها به مشیت تولید مواد معدنی و پلیمرهای مفید و شکل دهی آن ها به حالت واحدهای سازنده زنده ای که بتوانند نصیب مسکن ها را بوسیله زندگی بیاورند، استعمال می کند.

بلوکی از ذرات ماسه که به مایه ی سلول های زنده درکنار اندوه حفظ شده اند

سروبار و همکارانش در مطالعه ای که در مجله ی Scientific Reports منتشر شده است، باکتری اشریشیا کلی را بخاطر خلق کردن ذرات عقل آهک با پیمانه ها، اشکال و سختی مختلف مهندسی ژنتیک کردند. آن ها در مطالعه ی دیگری، مدال دادند که اشریشیا کلی را می استعداد ازنظر ژنتیکی برای تولید استایرن پروگرام ریزی کرد. استایرن نوعی ماده ی کیمیایی است که برای تولید فوم پلی استایرن که یونولیت نامیده می شود، استفاده می شود.سلول های سبز برای ساختمان های سبز

داخل جدیدترین امر پژوهشگران که تو مجله ی Matter منتشر شده است، آن ها از سیانوباکتر های فتوسنتزکننده استفاده کردند تا به آن ها در درس یک ماده ی بناء کمک بطی ء و آن را حی نگه داشتند. مانند جلبک ها، سیانوباکترها ارگانیسم های سبزی هستند که تو محیط اطراف یافت می شوند اما بیشتر ازنظر رشد روی دیواره های انبار ماهی شما معروف هستند. سیانوباکترها به جای گستردن کربن دی اکسید، از این سرگین و پرتو خور بخاطر رشد استفاده می کنند و تو شرایط مناسب، یک سیمان زیستی ایجاد می کنند که پژوهشگران از آن برای دستیار بوسیله وحدت ذرات شن به هم و خلق کردن یک آجر زنده استفاده کردند.مقاله های مرتبط:گشایش مختصات سیمان با کاربرد از هویج و چغندر قندآیا خانه های چوبی رویه محلول مشکل تغییرات اقلیمی هستند؟ابرخشت؛ دستاورد یک ایرانی در نقشه کشی مصالح ضدزلزله و ارزان

 پژوهشگران با زنده نگه داشتن سیانوباکترها، توانستند مواد ساختمانی را به شکل نمایی بسازند. آن ها یک آجر زنده را به دو شقه تقسیم کرده و از این نیمه ها دو آجر کامل پرورش دادند. دو آجر تمام بوسیله چهار آجر و چهار آجر به هشت آجر رشد کردند. آن ها بوسیله جای تاسیس یک آجر در هر زمان، از رشد نمایی باکتری برای پرورش آجرهایی زیادی بوسیله یکباره استفاده کردند که روش جدیدی برای ساخت مواد است.

البته تاکنون، پژوهشگران تنها کارهای سطحی درزمینه ی حجم مهندسی مواد زنده اجرا داده اند. ارگانیسم های دیگر می توانند سایر کارکردهای زنده را به واحدهای سازنده ی مواد نقل مکان کنند. برای مثال، باکتری های متنوع می توانند موادی را تولید کنند که خود را نوسازی کرده، محرک های خارجی متشابه فشار و حرارت را حس کرده، دربرابر آن ها واکنش مدال داده و حتی مشهود شوند. اگر طبیعت بتواند این کارها را انجام دهد، مواد زنده همچنین می توانند درجهت انجام آن مهندسی شوند. نیز تولید بناء های زنده نسبت بوسیله ساختمان های استاندارد، انرژی کمتری می سرما. امروزه، پیدایش و حمل مواد ساختمانی، کارمایه یدکی استفاده کرده و مقدار یدکی کربن دی اکسید منتشر می کند.

برای مثال، سنگ آهک بخاطر تولید سیمان مورد استفاده در بتن سوزانده می شود. برای خلق فولاد و شیشه، فلزات و شن استخراج و ذوب می شوند. ساخت، محموله و مونتاژ مصالح ساختمانی مسئول حدود ۱۱ درصد از انتشارات جهانی کربن دی اکسید است. تولید سیمان بوسیله انزوا مسئول ۸ درصد از این انتشارات است. درمقابل، فدایی از مواد زنده مانند آجرهای سیانوباکتر درواقع کربن دی اکسید را می گیرند.

جولیانا آرتیه، پژوهشگر دانشگاه کلرادو بولدر درحالی که ظرف آزمایشگاه حاوی سیانوباکتر را که ازنظر ژنتیکی برای تولید مواد ساختمانی تغییر یافته است، در مشت دارد

گروه هایی از پژوهشگران در سرتاسر دنیا درحال علامت دادن قدرت و ظرفیت مواد مهندسی شده زنده در مقیاس های مختلفی ازجمله زیست لایه ی رسانای الکتریسیته، کاتالیروزهای حی ی تک سلولی برای تاثیر های پلیمریزاسیون و فتوولتائیک زنده هستند.

پژوهشگران ماسک های حی ای را ساخته اند که مواجهه با مواد شیمیایی سمی را حس کرده و تعامل معتمد می کنند. فدایی پژوهشگران همچنین در تکاپو برای رشد و مونتاژ مواد با استفاده از یک سلول واحد هستند که ازنظر ژنتیکی برنامه ریزی شده است. درحالی که قطع ی یک سلول اغلب کمتر از یک میکرون است (یک هزارم میلی متر)، پیشرفت های حاصل شده درزمینه ی بیوتکنولوژی و چاپ سه اتیه تولید تجاری مواد حی را در مقیاس انسانی امکان پذیر کرده است. برای مثال، مشارکت بیوتکنولوژیاکوویتو با کاربرد از میسیلیوم قارچی، مواد فوم مانندی را رشد می دهد. شرکت بیوماسون با استعمال از میکروارگانیسم ها، بلوک های سیمان زیستی و کاشی های سرامیکی تولید می نرم.

اگرچه محصولات مذکور تو عاقبت فرایند تولید دیگر حی نیستند، پژوهشگران دانشگاه صنعتی دلفت، راهی بخاطر پوشش دار کردن و طبع سه بعدی باکتری های حی به شکل ساختارهای چند لایه ایجاد کرده اند که می تواند خلال مواجهه با مواد شیمیایی خاص از خود پرتو براق کند.

مواد ساختمانی زنده می توانند بوسیله شکل های مختلفی نظیر این خرپا درآیند

 مملکت ی مواد زنده مهندسی شده هنوز درون مراحل ابتدایی است و بخاطر لبریز کردن شکاف بین پژوهش های آزمایشگاهی و دسترسی تجاری نیاز بوسیله پژوهش و ترقی ی بیشتری است. چالش هایی که دراین زمینه بود دارد شامل هزینه، آزمایش، قبض جواز و افزودن میزان تولید است. پذیرش مشتری نیز جریان ی دیگری است. برای مثال، صنعت تاسیس و ساز دیدی منفی نسبت به موجودات زنده دارد: بوسیله اثر منفی کپک، عنکبوت، مورچه ها و موریانه ها فکر کنید.

پژوهشگرانی که درحال فقره روی موجودات حی هستند، همچنین باید به نگرانی های مرتبط با ایمنی و آلودگی زیستی این مواد بپردازند. اخیرا اساس ملی علوم آمریکا مواد زنده مهندسی شده را به عنوان یکی از اولویت های پژوهشی کلیدی ناحیه نشانی کرده است.

زیست شناسی ساختگی و مواد زنده ی مهندسی شده نقشی مهم داخل مبارزه با چالش هایی که انسان در دهه ی ۲۰۲۰ و سال های پس از آن، با آن رو به رو است، خواهد داشت: تغییرات اقلیمی، بردباری آوری در بلایا، پیری، زیرساخت های تحت فشار و اکتشافات فضایی. چنانچه بشریت چشم اندازی تهی داشت، انسان به نوآوری مشغول نمی شدند. پژوهشگران این مملکت از علم امیدوار هستند که دانشمندان با حساسیت این مسئله، برای معاون به پیدایش و ساز و ازبین بازی کردن مرز بین فضا ساخته شده و محیط زنده ی طبیعی، از زیست شناسی کمک بگیرند. شاید به کمک این رویکرد، دیگر برای ساخت مصالح ساختمانی سراغ سوزاندن مواد، معدن کار کننده و ذوب سنگ ها نرویم.بیشتر بخوانید:تنهایی در عهد قرنطینه؛ فناوری چگونه به ما دستیار می کند؟ساخت سریع ربات های حشره مانند با فناوری چاپ سه گانه بعدیترکیب فناوری و ویروس کرونا؛ تاریخ تکرار می شودجمع آوری آب از مه؛ راهکاری موثر برای محلول معضل کم آبیچرا دلتنگ گوشی قدیمی خود می شویم؟