Een nieuw soort biotechnologisch materiaal om huizen mee te bouwen, zit vol leven. En nee, dan hebben we het niet over muizen of vleermuizen in de spouwmuren, maar over een legertje hardwerkende cyanobacteriën, die CO2 uit de lucht opslaan en er tegelijk voor zorgen dat het zanderige materiaal extra sterk wordt.
Het revolutionaire idee, ontwikkeld aan de University of Cambridge, is voortgekomen uit een bijzondere samenwerking van microbiologen en architecten, die samen tot een mijlpaal zijn gekomen als het gaat om biodesign. Het doel van biodesigners is om beter en duurzamer te bouwen door gebruik te maken van levende organismen. Het biotechnologisch bouwmateriaal, dat ze onlangs hebben ontwikkeld, is daar een knap staaltje van. Aan het bouwmateriaal zijn cyanobacteriën toegevoegd, die ervoor zorgen dat anorganische stoffen zoals koolstofdioxide (CO2) uit de atmosfeer worden gehaald en worden opgeslagen in het bouwmateriaal. Zo ontstaat een win-winsituatie: er verdwijnt CO2 én het materiaal wordt sterker.
Biodesign in de bouw heeft dan ook veel potentie. Deze manier van bouwen zou in de nabije toekomst zomaar een waardevolle bijdrage kunnen leveren aan het oplossen van de stikstof- en klimaatproblematiek in ons land en elders.
Bezige bacteriën
De Cambridge-wetenschappers zorgden ervoor dat de cyanobacteriën konden opgroeien in een oplossing van calciumcarbonaat, dat vaak als bouwmateriaal gebruikt wordt. Dit voegden zij toe aan een biomix op basis van zand, waarna de constructie kon beginnen. Ondertussen groeiden de bacteriekolonies verder in de pas gemetselde muren van een gebouw en voerden de microben hun nuttige werkzaamheden uit.
Het lukte de onderzoekers om twee bacteriestammen met succes in het biotech-bouwmateriaal te laten opgroeien. Ze gebruikten microbiologische technieken om de optische dichtheid en de fluorescentie van de bacteriën te meten en konden zo de groeicurve en de activiteit bepalen van de bacteriële bouwvakkers.
Gestandaardiseerd proces
De bedoeling van het geheel is om energie uit zonlicht te halen via fotosynthese en CO2 te laten neerslaan in het materiaal. De sedimentatie van het calciumcarbonaat moet ervoor zorgen dat de zanderige biomix verandert in een veel sterker materiaal. Na veel labtesten zijn de wetenschappers erin geslaagd om een standaardproces te ontwikkelen voor het maken van deze bouwmaterialen op zandbasis.
“De experimenten die we hebben beschreven in onze studie vertellen het verhaal van een zoektocht naar een nieuwe ontwerpmethode voor de productie van bouwmateriaal. Na veel experimenteren is het ons gelukt om een methode te creëren waarbij koolstofdioxide wordt opgeslagen in het revolutionaire nieuwe materiaal. We hebben dit alles te danken aan de vruchtbare samenwerking van architecten en biologen”, klinkt het in de paper.
Duurzamere bouwsector
“De samenleving is druk op zoek naar nieuwe, creatieve manieren om de hoeveelheid broeikasgassen in de atmosfeer terug te dringen en tegelijk te kunnen blijven bouwen. We hebben duurzame bouwmaterialen nodig en we hopen hiermee een stap in de goede richting te doen. We denken dat ons onderzoek een belangrijke stap is richting een duurzamere bouwsector”, leggen ze uit.
“We hopen dat de uitkomsten van onze studie ervoor zorgen dat er meer samenwerkingen ontstaan tussen biologen en architecten. Het zou geweldig zijn als we verder kunnen gaan met de ontwikkeling van duurzame vormen van constructie en het ontwikkelen van biotechnologische bouwmaterialen. Als we multidisciplinair samenwerken, dan ontstaan er de meest innovatieve en onverwachte oplossingen voor grote maatschappelijke problemen. En dat is iets om heel enthousiast van te worden”, klinkt het tot besluit.
Bittere noodzaak
Het bouwmateriaal kan juist voor ons land interessant zijn, omdat we kampen met een enorme stikstofcrisis waardoor de bouw grotendeels stil is komen te liggen. Duurzamer bouwen is dus bittere noodzaak als we genoeg huizen willen hebben voor iedereen én tegelijkertijd onze natuur willen beschermen.
