「生物纖維」混凝土　可自我修復的房子

編譯／高晟鈞

延長混凝土的使用壽命不只對於製造業本身相當重要，對於氣候變遷也有著積極正面的影響。混凝土是將石灰、水泥、砂石等原料，在超過1000攝氏溫度下燃燒生成，因此會排放大量的溫室氣體，佔全球排放量的8%之多。

混凝土結構可以在短短50年內降解，具體時間會隨著環境不同而有所差異。在人們對新建築需求的不斷增長下，混凝土已然成為世界上消耗最多和需求量最大的建築材料。因此，在過去幾十年中，科學家致力於研究提高混凝土的耐久性。

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借鏡生物性修復的概念

當我們受傷流血時，我們的皮膚組織會透過注入自癒液體──血液，來進行生物性修復。這種「活性」混凝土借鏡了這個概念，並使用生物礦化細菌來製造可以自我修復性混凝土。

而其實，自從第一批石匠將馬毛混入泥漿中以來，纖維增強材料就已經存在。而目前，研究團隊正努力將此方法進一步優化，將增強的纖維轉變為活的組織，使得混凝土修復細菌能作用於裂縫部位並修復損傷。

新的生物纖維

為了組裝生物纖維，研究團隊從能夠穩定支撐混凝土結構的聚合物纖維芯開始。他們在纖維上塗上一層充滿內生孢子的水凝膠，並用損傷響應聚合物外殼（不超過半毫米）包裹整個組件，就像皮膚組織一樣。

當水進入裂縫並最終到達生物纖維時，它會導致水凝膠膨脹並從外殼中擠出並向上推向裂縫表面。當這種情況發生時，細菌在混凝土中存在碳和營養源的情況下，得以從其內生孢子形式被活化。細菌與混凝土中的鈣發生反應，產生碳酸鈣，作為膠結材料，將裂縫一直填充到表面。

癒合時間取決於裂縫大小與細菌活性，但研究表明，細菌大概只需要1-2天時間便可以發揮作用。

儘管目前研究還處於開發階段，但透過生物性纖維混凝土來延長基礎設施的壽命，除了能省去昂貴的維修費用，也對氣候有著積極影響。

資料來源:newsmedical

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