Алла Венецианская биеннале 2025 Здесь есть не только арт-инсталляции, но и трехметровые живые конструкции, которые буквально дышат. Они сделаны из 3D-печатных цианобактерий, каждая из которых способна поглощать 18 килограммов CO2 в год.
Идея, родившаяся в лабораториях ETH Zurich, превращает бактерии возрастом в миллиард лет в микроскопических рабочих, которые строят и укрепляют строительные материалы. В то время как традиционный цемент генерирует 8% мировых выбросов углерода, эти биологические кирпичи делают противоположное: Они поглощают углекислый газ из атмосферы и превращают его в твердые минералы. Смена парадигмы, которая может навсегда изменить способ строительства.
Как работают строительные цианобактерии
Профессор Марк Тиббитт и его команда в ETH Zurich решили, казалось бы, неразрешимую проблему: как сохранить микроорганизмы живыми внутри строительного материала. Их решение гениально: цианобактерии стабильно включены в печатный гель что обеспечивает их всем необходимым для выживания и размножения.
Эти древние фотосинтезирующие организмы являются одними из первых обитателей Земли, появившись 3,5 миллиарда лет назад. Их особенностью является способность улавливать CO2 посредством фотосинтеза и преобразовывать его в биомассу и, что еще интереснее, в карбонат кальция: тот самый материал, который составляет основу традиционного цемента.
Для этого процесса требуется всего лишь три основных ингредиента: солнечный свет, искусственная морская вода с легкодоступными питательными веществами и углекислый газ. Исследователи оптимизировали геометрию 3D-печатных структур, чтобы обеспечить оптимальное проникновение света и пассивный поток питательных веществ через капиллярные силы.
Двойной захват углерода, который меняет все
Что действительно делает этот материал особенным, так это его двойной механизм захвата углерода. Как объясняется в исследование опубликовано в Nature Communicationsцианобактерии не только сохраняют CO2 в органической биомассе, но и вызывают осаждение нерастворимых карбонатов посредством процесса, называемого MICP (микробно-индуцированное осаждение карбонатов).
Далия Дрансейке, первый автор исследования совместно с Ифань Цуй, объясняет, что этот двойной механизм позволяет материалу связывать 2,2 миллиграмма CO2 на грамм гидрогеля всего за 30 дней, достигая 26 миллиграммов за 400 дней. Самый удивительный факт? Долголетие: инкапсулированные цианобактерии Они остаются продуктивными более года, продолжая закаливать материал изнутри.
От лабораторий к архитектуре будущего
Практическое применение этой технологии уже стало реальностью благодаря работе аспиранта Андреа ШинлингДля инсталляции Picoplanktonics в павильоне Канады на Венецианской биеннале команда масштабировала процесс от лабораторного формата до архитектурных масштабов, создавая структуры, похожие на стволы деревьев, которые улавливает CO2 как двадцатилетняя сосна.
Параллельно, в 24-м Международная выставка Миланской триеннале, Инсталляция «Кожа Дафне» исследует, как эти живые материалы могут преобразовать фасады зданий. На конструкции, покрытой деревянной черепицей, микроорганизмы образуют зеленую патину, которая со временем меняется, превращая признак разрушения в активный элемент дизайна, который улавливает углерод.
Проблемы, которые предстоит преодолеть цианобактериям
Конечно, на пути к коммерческому применению все еще есть препятствия. Цианобактериям для выживания требуется контролируемая влажность, что в настоящее время делает их непригодными для самых засушливых регионов планеты. Команда работает над разработкой штаммов, более устойчивых к обезвоживанию.
Более того, промышленная масштабируемость требует значительных инвестиций и принятия со стороны традиционно консервативной строительной отрасли. Но потенциальные выгоды огромны: как подчеркивалось в предыдущем исследованииактивные биологические материалы могут превратить здания из потребителей ресурсов в производителей экосистемных услуг.
Тиббит и его команда видят будущее, в котором эти живые материалы могут использоваться в качестве фасадной облицовки, превращая каждое здание в активную систему улавливания углерода на протяжении всего его жизненного цикла. Больше не инертные конструкции, а архитектурные организмы, которые дышат, растут и активно способствуют благополучию городской среды.
