Биотехнологии позволят зданиям будущего стать живыми

Что, если бы наши дома были живыми? Здесь не имеется в виду умные дома с бестелесным голосом Алисы. Подразумевается по-настоящему живой - растущий, дышащий и даже размножающийся дом

Идея может показаться странной, но перед лицом климатического кризиса стоить подумать о том, как мы живем и строим окружающую среду.

Биология способна к выдающимся инженерным достижениям, и следующим рубежом в технологии строительства может стать превращение зданий в природу. Вот некоторые способы для того, чтобы здания будущего стали живыми, дышащими объектами.

Здания, которые растут

От измельченных раковин известняка до древесины спиленных деревьев, мы уже используем природные материалы для строительства. Тем не менее, этот набор материалов может быть существенно расширен. Например, известный мицелий, корневую сеть гриба, некоторые рассматривают, как материал будущего. Мицелий может вырасти и на древесной щепе, и на кофейной гуще за очень короткое время, создавая материалы с особенными структурными характеристиками.

Сооружение Hy-Fi в Нью-Йорке, представляющее собой 13-метровую башню, было построено из мицелиевого кирпича. Однако более интересной задачей может стать разработка структуры, используемой в строительстве, в которой мицелий будет частично живым, способным расти и адаптироваться.

Здания, которые заживают

Трещины в бетоне строительной конструкции обычно означают начало конца. Вода начнет в них просачиваться и в конечном итоге, за счет коррозии, разрушит металлические усиления, удерживающие структуру объекта. Появились исследования и эксперименты с бетоном, который может «излечить» сам себя. Один из многообещающих методов, среди прочих, - это встраивание спор бактерий в бетонную смесь.

Когда вода проникает через микроскопические трещины, бактерии реанимируются. Материал буквально оживает и запускает химический процесс, вызывающий рост новых кристаллов кальцита, «заживляя» бетон. Использование этой техники может добавить десятилетия или даже больше к жизни бетонного здания.

Здания, которые дышат

Многие здания, особенно высотные, стеклянные офисные башни, которые можно найти в крупных городах по всему миру, требуют постоянного обслуживания для поддержания необходимого эксплуатационного уровня конструкции. Механические системы кондиционирования обеспечивают циркуляцию воздуха для обогрева и охлаждения помещений. Конечно, всегда есть возможность открыть окно, чтобы обеспечить естественную вентиляцию. Но что, если сами стены смогут дышать?

Существуют материалы, которые могут изменять свою форму при попадании на них воды. Они состоят из слоев спор бактерий (аналогичных тем, которые используются в самовосстанавливающемся бетоне) и латекса. Когда материал высыхает, он сжимается и приходит в первоначальную форму.

Используя этот способ, можно сконструировать одежду, способную реагировать на потоотделение человека. Предполагается расширение этого метода для создания строительных мембран, которые могут «потеть» при повышении влажности в помещении. Используя латексные мембраны, покрытые бактериальными спорами, материал изгибается и открывает поры, как потовые железы, позволяя воздуху просачиваться через стены, например, когда из душа или чайника выходит пар.

Здания с «желудками»

Большинство зданий постоянно поглощают материалы и энергию, возвращая отходы, которые необходимо вывозить и перерабатывать в промышленных масштабах. Предполагается, что эти отходы могут стать источником энергии для зданий. Команда исследователей в рамках проекта ЕС под названием «Живая архитектура» работает над разработкой микробного топливного элемента нового типа, который потребляет бытовые отходы и вырабатывает небольшое количество энергии, в рамках более широкого проекта, посвященного изучению вычислительной мощности микробов.

Топливные элементы могут быть объединены в кирпичи, которые станут частью структуры здания. Кирпичи поглощают сточные воды, а бактерии преобразуют химическую энергию, выделяемую при распаде отходов, в электричество.

Как бы это ни звучало, у живых зданий есть и обратная сторона: они неизбежно погибнут. Но у существующих зданий тоже есть жизненный цикл. Большинство из них находятся в состоянии постоянного изменения. Когда они достигают конца своего срока полезного использования, то их надо сносить, а это стоит дорого и загрязняет окружающую среду. Представьте себе город из зданий, которые самостоятельно будут разрушаться и возвращаться в землю, служа материалом для будущих строений. Конечно, это намного интереснее, чем умный дом с холодильником, который автоматически сортирует продукты.

Источник: The Conversation