エンジニアたちは、空気中からCO2を取り込んで自己複製するレンガを発明しました。
このレンガは、光合成とバクテリアを活用して作られています。
改良の余地はあるものの、研究者たちは、この新しい技術が、低エネルギー・低炭素の建築材料を探す取り組みにおける進歩であると述べています。
砂、バクテリア、日光を混ぜ合わせると何ができるでしょうか？ 米国のある大学の研究エンジニアによれば、大気中のCO2を直接取り込む、自己複製する建築材料です。
この新しい建築材料の中核にあるのは、プランクトンに含まれ、光合成によってエネルギーを生み出すバクテリアの一種、シネココッカスです。
このバクテリアは砂とゼラチンと混ぜ合わされ、その後、栄養分に富んだ温かい塩水に浸されます。残りは光合成が担い、酸素とグルコースとともに炭酸カルシウムが生成されます。
炭酸カルシウムの一般的な形態には、大理石、石灰石、白亜があります。この化合物は地殻の約4%を占めており、建築材料、特にセメントの主要な成分でもあります。
新しいアプローチ
セメントとレンガの製造は、非常にエネルギー集約的なプロセスであり、大量の採掘された原材料も必要とします。粘土やその他の骨材（石灰石など）のために採石場が掘られ、建設用の一部のレンガを形成するには1,000ºCを超える温度が必要です。このプロセスでは、直接的にも間接的にも大量のエネルギーが消費されます。セメントとレンガの製造が、世界のCO2排出量の7〜8%を占めている可能性があるとする推計もあります。
低エネルギー・低炭素の建築材料を探す取り組みは勢いを増しています。2010年には、ドイツの研究者たちがセメント製造におけるエネルギー消費を削減する新しい結合材と、セメント製造によるCO2排出を削減する新しい結合材を開発しました。米国では、マサチューセッツ工科大学（MIT）の研究者たちが、セメントを製造する方法として、必要な化学反応を起こすために炉ではなく電気分解を利用する方法を提案しています。しかし、コロラド大学ボルダー校でシネココッカスを用いて研究している研究者たちは、新境地を開拓していると主張しています。
「私たちのアプローチは根本的に異なると言えます。なぜなら、光合成を行うバクテリアとCO2、そして日光を使って材料を作っているからです」と、このプロジェクトに携わる材料科学者であり建築エンジニアでもあるワイル・スルバー氏は述べています。
「私たちは、バクテリアが……実際の材料の製造工程を助けるようにしたのです。」
この研究は、生化学を用いて製造され、使用後に完全にリサイクルできる生きた建築材料への注目が高まっていることの一環です。
新しい枠組み
砂とゼラチンを組み合わせることで、バクテリアが生息し増殖するための堅固な骨組み、つまり足場が形成されます。シネココッカスの元の親世代は、その後さらに3世代を生み出すことができました。
ある実験では、新しい材料で作られたレンガを二つに割り、再び食塩水に沈めたところ、自己修復して、元の割れた部分に完全に一致する新しい半分が成長しました。
この材料には限界があります。例えば、バクテリアが繁殖するには適切な条件と湿度が必要です。
さらに、科学誌Scientific Americanによれば、この材料の靭性については疑問も残っています。同誌は次のように記しています。「シアノバクテリアを含まない類似の材料と比べると、生きた材料は破壊への抵抗力という点で15%強靭だった。しかし、標準的なレンガやセメントの強度には及ばず、低強度のセメントや硬化したモルタルに近い性能にとどまった。」
その結果、この生きたレンガを開発した研究チームは、この材料を新たな大量市場向けの建築製品とは見なしていません。代わりに、彼らは次のように述べています。「私たちは、資源が非常に限られた環境でインフラを建設することに動機づけられていました。」
継続的な改良が必要であるものの、この革新は、材料、エネルギー、資金が必ずしも容易に手に入らない遠隔地での利用に可能性を秘めているかもしれません。
