神奇的微生物水泥和微生物智能混凝土
微生物自地球歷史早期便廣泛的存在于地球表面環境，廣泛的參與自然界的成巖成礦過程。“學習自然、模擬自然”，如何將自然界數十億年前已經存在的微生物礦化作用為人類所用，為人類造福，東南大學材料科學與工程學院錢春香教授團隊自2004年開始潛心研究這一前沿課題，歷經十余年成功研制出神奇的微生物水泥和微生物智能混凝土。
早在粘土、火山灰、石灰這些膠凝材料發明之前，甚至在人類未出現之前，地球上就已經擁有了具有生命調控機制的生物膠凝材料，微生物通過自身的新陳代謝礦化形成有序排列、結構優異、并具有膠凝特性的天然礦物材料，參與了自然界的成巖造丘過程。錢春香教授團隊將這類微生物從自然界分離出來，通過人為調控，將其在自然界漫長的膠結過程縮短在幾天內完成，制備出了環境友好的新型低碳微生物水泥，包括碳酸鹽微生物水泥、磷酸鹽微生物水泥兩大類，主要用于地基加固、邊坡防護、揚塵治理、重金屬離子鈍化以及建筑預制品制備等，這些神奇的微生物可以膠結砂粒，可以固結揚塵，可以制備磚塊，還可以在土壤中牢牢的“抓住”重金屬離子，阻止它們通過植物的根、莖、葉進入人類的食物鏈中，如圖1～圖4所示。
神奇的微生物介入混凝土，會給冰冷的混凝土賦予新的功能，錢春香教授團隊秉持這個方向，取得了很多可喜的突破，實現了混凝土裂縫自修復、抗泛堿、防止玻璃纖維腐蝕等智能化發展。混凝土材料一旦開裂，其耐久性迅速衰減，科學家們一直期待混凝土能像我們的皮膚一樣自感知、自愈合。錢春香教授團隊利用微生物生命活動的激發機制，將具有礦化能力并具有嗜堿特性的微生物預先埋入混凝土中，使其休眠；一旦混凝土開裂后，O2、CO2、水分等介質可實現有效傳輸，激發微生物復蘇，在原位形成礦化產物，從而閉合裂縫，真正實現了混凝土對于開裂的自感知和自修復。此外，利用微生物還可以顯著提升墻板的抗泛堿能力，保護混凝土中的玻璃纖維不受腐蝕，如圖5～圖7所示。
編輯：鞠麗
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