当William McDonough以及可持续建筑运动的其他先驱们首次设想“会呼吸的活建筑”概念时，可以说他们大概没有想到结构中充满了活生生的、会呼吸的细菌。但别把这话告诉荷兰代尔夫特理工大学的Henk Jonkers。他和他同事们开发的一种自修复细菌-混凝土混合体，可能比McDonough所期望的更能推动可持续建筑走向主流。虽然这听起来闻所未闻，但科学家们多年来一直在建筑行业中利用细菌。已探索了矿物质生产细菌在多种应用中的使用，包括沙土硬化和修复混凝土裂缝。但这种方法存在两个固有问题。首先，这些细菌合成碳酸钙的反应会产生铵，即使在中等浓度下也是有毒的。另一个问题则更为实际。由于细菌必须手动施用，工人或工作团队必须每隔几周就去修补每一块混凝土板上的每一个小裂缝——这几乎违背了使修复过程更简单、更具成本效益的初衷。Jonkers的解决方案是寻找一种不同的细菌菌株，它能在混凝土中长期愉快地生存。由于细菌从一开始就混入混凝土中，它们可以在裂缝扩大并接触到水之前立即将其扼杀在萌芽状态，使它们免受进一步的磨损。（混凝土结构通常用钢筋加固，但当水渗入裂缝时，钢筋很容易生锈。）这种菌株必须能够忍受混凝土的高 pH 环境，并大量产生碳酸钙，同时又不产生大量铵。研究人员找到了合适的候选者：一群顽强的、属于芽孢杆菌属的孢子形成细菌，它们在俄罗斯和埃及的碱性苏打湖中生活得很好。Jonkers和他的同事将孢子和它们的食物来源——乳酸钙——放入小的陶瓷颗粒中，以防止它们在潮湿的混凝土混合物中过早激活并对材料的完整性产生不利影响。孢子保持休眠状态，直到裂缝的形成允许水渗入，从而唤醒了细菌和它们的食欲。当它们开始大快朵颐，吞噬乳酸钙和水时，它们也开始泵出方解石（一种非常稳定的碳酸钙形式），迅速填满了孔洞。既然他们已经成功测试了细菌的实力，Jonkers和他的同事们计划将他们的天然混凝土的强度与真正的混凝土进行比较。虽然在New Scientist报道中没有讨论，但我认为，通过基因改造细菌，可以使其生成更坚固的方解石（或更坚韧的材料），从而使其与人造材料相媲美。对于那些希望避免在墙壁中使用细菌的人来说（不必担心，因为这些特定菌株在外部无法生存），还有其他选择。罗德岛大学的工程师Michelle Pelletier创造了一种微胶囊硅酸钠修复剂，与细菌一样，当裂缝开始出现时就会启动。硅酸钠与混凝土中嵌入的氢氧化钙反应，形成一种可塑的凝胶，可以覆盖孔洞并在激活后一周内硬化。据Pelletier称，该材料还可能通过在钢筋周围形成一层薄薄的保护膜来防止腐蚀。尽管他们解决问题的方法不同，但Jonkers和Pelletier都强调了他们发明的气候效益：水泥生产已经占全球二氧化碳排放量的约7%，因此任何能够使混凝土结构更耐用的技术或程序都将是受欢迎的发展。
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