细菌水泥

像许多微生物学家一样，苏基·邦（Sookie Bang）研究细菌。但与其他专注于操纵细菌基因或对抗疾病的研究人员不同，邦在南达科他矿业技术学院，为细菌找到了一种更实际的应用——她和化学工程研究生香农·斯托克斯-费舍尔（Shannon Stocks-Fischer）正在利用细菌制造水泥。

许多常见的细菌将尿素（尿液的主要成分）作为其氮源。它们分解尿素，产生二氧化碳和氨气。氨气与水反应形成氢氧化铵，这会导致附近的钙沉淀为碳酸钙晶体，即石灰石。斯托克斯-费舍尔说，在自然界中，这是一个非常缓慢的过程，所以我们试图加快它一点。

研究人员分别将两种常见的土壤细菌——巴氏芽孢杆菌（Bacillus pasteurii）和尿素弧菌（Sporosarcina ureae）与沙子混合，并将它们分别放入注射器中。他们缓慢地将基于尿素的营养液（也含有氯化钙）滴入注射器中。随着细菌开始分解尿素，碳酸钙晶体开始在细菌周围形成，填充沙子颗粒之间的空隙。几天之内，注射器中沙子的上半英寸就凝固了，阻止了营养液的流动。当营养耗尽时，细菌死亡，留下石灰石。

与传统的密封剂不同，细菌从内而外填充水泥中的裂缝，与现有材料完全融合。邦和斯托克斯-费舍尔希望他们的细菌建造者能够用于密封混凝土建筑物和其他结构中的裂缝和缝隙。到目前为止，他们已经使用细菌修复了实验室中混凝土块的裂缝，并且正在努力扩大生产规模，将数千个细菌封装在单独的凝胶珠中，以便于应用。

邦和斯托克斯-费舍尔正在关注附近的拉什莫尔山，将其作为细菌美容的潜在对象。斯托克斯-费舍尔说，风和天气每年都会对拉什莫尔山造成破坏。裂缝必须不断用硅酮密封剂、沙子和各种材料进行填充。