微生物新妙用,混凝土内的细菌可以当天然的建筑倒塌预警系统吗?

微生物生命力顽强,能生存在极地、荒漠、有毒环境甚至是太空等各种极端的地方,若是如此,他们在混凝土里面应该可以活得还不错。最近美国科学家就想说混凝土内的微生物,或许可以当作天然的建筑倒塌预警系统。

美国德拉瓦大学团队正对混凝土中的微生物,展开一系列研究,想了解这些微生物为什么会在混凝土中,它们在里面过的好吗?未来可不可以用它们来检测混凝土的强度?

团队先将40罐混凝土分成两批,一批是标准制程混凝土,容易因碱-氧化硅反应(alkali-silica reaction,ASR)而龟裂或降解,另一个则是掺杂燃煤飞灰(Fly ash)的环保型混凝土,把这两批放在屋顶上两年,期间每六周采集一次DNA样本。

不过上面的DNA来源相当复杂,论文第一作者Anders Kiledal表示,可能是动物、也可能是人,除此之外,环境也可能会带来一些“污染物”,甚至试剂也会造成污染,目前正努力获得纯净的样本。团队去除杂质后发现,样本中50%~60%细菌主要是附着在砾石、砂石等混凝土前体材料上,其他则是从缝隙中进入混凝土中,

研究指出,最常见的细菌则是变形菌门、厚壁菌门、放线菌门。而无论这些细菌一开始就在内、还是后来者,随着时间推移它们的数量会越来越少,研究团队还发现每到夏季数量就会多出现反弹。

考虑到混凝土里面的环境,细菌会越来越少也不奇怪,不过团队更好奇的是,混凝土里面有什么东西可以细菌吃?第一作者Julie Maresca表示,它们可能吃着其他微生物的尸体,如果没东西吃,就会进入休眠状态,直到下雨时在醒来继续吃,在继续休眠。

显然混凝土环境对细菌来说也不怎么友好,后来的细菌或许还会觉得误入荒漠,研究团队除了上述的细菌之外,也有在混凝土发现弓形菌属、盐水球菌属、Modesto Bacteria、Rheinheimera、Lawsonella和Bryobacter等细菌,更认为这些细菌与混凝土的降解反应有关,未来或许可以把它们当作建筑倒塌风险的警示系统。

预期未来,若是研究顺利,这些细菌也可以用在修补或凝土上。不过目前这些细菌都活不久,也需要更多的研究资料,团队接下来也打算在现实建筑采集样本进行下一步研究。

(首图来源:德拉瓦大学)

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