cookieOptions = {...}; .生物科技讓建築變成會呼吸和生長的生物 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

3S MARKET

2020年8月7日 星期五

來源:智客 作者:蒙光伟
原文作者:Martyn Dade-Robertson,新興技術教授,紐卡斯爾大學建築環境生物技術中心聯合主任


設想一下,如果我們的房屋是活著的狀態,將會怎麼樣? 當然,我這裡指的並不是利用 Alexa 語音助手,來控制客廳燈光的智慧家庭。

我的意思是像生物一樣活著,成長、生活、呼吸、甚至再生。這個想法可能看起來很牽強,但面對氣候危機,我們人類需要從根本上,思考我們的生活方式和創建宜居生活環境。

生物建築的內部。 Assia Stefanova /建築環境中的生物技術中心。

我們從生物學能夠獲得許多非凡的工程技術,建築技術的下一個發展,可能是使建築成為大自然的一部分。我自己和紐卡斯爾和諾桑比亞大學的同事們,已經建立了一個新的研究中心,來研究這種可能性。以下是我們認為未來建築,可能會像生物一樣生活、呼吸的五種方式。

1、會生長的建築物
從破碎的石灰岩殼到已經沒有生命的木材,我們已經使用了大量來自大自然的材料,進行建造各種形式的建築物。最近,「科學美國人」將菌絲(真菌的根網)作為未來的建築材料。菌絲體可以在很短的時間內,在木屑和咖啡渣上生長,產生具有顯著結構性能的材料。


紐約的 Hy-Fi 裝置由 13米高的塔組成,由菌絲磚構成。 然而,最大的挑戰可能是設計一種結構,其中菌絲體部分能夠存活,並且能夠生長和適應環境。由 NASA 的 Lynn Rothschild 領導的 Myco 架構項目研究了這種可能性,想像可能會自己生長的棲息地 —— 儘管是用於其它星球殖民地。

2、能夠自愈的建築物
建築物混凝土中的裂縫,通常意味著建築物生命結束的開始。雨水的滲入,會使得保持結構穩定的金屬增強材料的腐蝕。不過,研究人員已經開始嘗試,可以自愈的混凝土。目前由代爾夫特理工大學的 Henk Jonkers 領導的小組開發,其中包括在混凝土混合物中,嵌入細菌孢子(如細菌種子),這是一種比較可行的方法。

當水通過微小的裂縫進入時,細菌就會復活,這種材料實際上,會變得活躍起來,並觸發了一個化學過程,導致新的方解石晶體生長,並「修復」混凝土。使用這種技術可能會使混凝土建築的壽命,延長數十年或更長時間。

3、會呼吸的建築物
許多建築物,尤其是在世界各大城市發現的高層玻璃辦公樓,都得到了永久的生命支持。機械肺式空調系統,將空氣循環到加熱和冷卻室。當然,打開窗戶可以選擇自然通風。但如果牆壁本身可以呼吸會怎樣?

麻省理工學院的 Hironshi Ishii 小組,開發了可以根據水份變化形狀的材料。這些材料由細菌孢子層(類似於自愈合混凝土中的那些)和乳膠組成。當材料乾燥時,它會收縮並改變形狀。

使用這種方法,他們展示了可以對人體排汗做出反應的服裝。我們的小組已經開始了研究擴展這種方法,以創建整個建築外膜,隨著室內濕度的升高,這可能會「冒汗」。使用塗有細菌孢子的乳膠膜,材料將彎曲並打開毛孔,如汗腺,允許空氣流過牆壁,例如,當淋浴或水壺形成蒸汽時一樣。

4、有免疫系統的建築物
我們身體的每個表面,和我們周圍的空氣中,都被數以萬億計的微生物所包圍。雖然我們每年花費數百萬英鎊,用於抗菌清潔劑,以殺死這個複雜生態系統中的大部分,但很長一段時間以來,人們都發現居住在農場附近的人,可能比城市環境中的人更不容易過敏。似乎暴露於「好」的細菌環境,有助於在兒童中建立免疫系統。

在一個有趣的試點項目中,倫敦大學的研究人員已經開始研究,如何將廚房中的牆壁,製成生物接受物 —— 實際上促進細菌的生長,這些細菌已知能夠抵抗引起疾病的病菌。也許很快,我們就可以在益生菌廚房,吃我們的益生菌酸奶。

5、有胃的建築物
大多數建築物不斷吸收材料和能源,同時反過來需要在工業規模上,帶走和處理相應的廢物。 但是新的研究顯示,這種廢物實際上可以成為建築物的能源。一個名為 Living Architecture 的歐盟項目研究小組,正致力於開發一種新型微生物燃料電池,它可以吸收生活垃圾,並產生少量電力,這是探索建築物中,微生物處理能力的更廣泛項目的一部分。

燃料電池被整合到磚塊中,磚塊將成為建築結構的一部分,就像建築的胃一樣。磚塊吸收廢水、細菌將化學能轉化為電能,因為廢物被分解成電能。在這種情況下,你的廁所就可以為你的手機充電了。

生物建築也有一個缺點:也就是說,它們將不可避免地也會走向死亡。但建築物已經有了生命週期。除了偶爾的旅遊勝地,我們的大多數建築都處於不斷變化的狀態。當它們達到其使用壽命時,將建築物拆除是昂貴且污染嚴重的。

想像一下,一座城市的建築物會輕輕地死亡並返回地球,形成下一代成長所需的食物。當然,這要比智慧家庭來的更令人興奮。

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