生物技術將應用於未來的建築領域

知識 08-22

生物技術將應用於未來的建築領域

依賴鋼筋混凝土建造房屋已有超過一百年的歷史，但是這些材料的生產、運輸和維護成本都太高了。現在，Darpa（美國國防部先進研究項目局）正在尋找可以按需增長、自我修復以及對環境改變自適應的新方法。

這個項目被稱為工程生命材料(ELM)項目，美國政府計劃將傳統建築材料的結構特性和生命系統的特性結合，製造一種新的混合建築材料。

通過ELM項目，工人可以在現場使用天然原料「種」出他們所需要的材料，這可以減少能源消耗和成本。這些新材料還含有活性元素，使得完整的結構具備自我修復和對周圍環境變化自適應的能力。

ELM的項目經理Justin Gallivan說：「ELM項目的想法是按需『種植』材料。我們不再需要將成品材料運輸，只需要在現場使用當地資源快速生成材料。此外，由於這種材料具有活性，它可以對環境的變化進行響應，還可以自我修復。」

這種種植材料並不是全新的產物，但是現在市場上的這種材料與Gallivan所說的並不相同。比如，生物源結構材料已經可以使用廉價的原料被種植成特定尺寸和形狀了。

生物技術將應用於未來的建築領域

現在還有真菌菌絲體製成的包裝材料以及用細菌和沙子製成的建築材料。

然而，這些材料在生產過程中會產生惰性，所以它們無法展現出它們組成部件最初的生物優勢。

科學家們在3D列印活體組織和器官方面取得了進步，使用支架材料，這種材料可以長期地維持細胞的生存能力。

這些細胞來自於自然組織，並沒有被加入合成的功能。

生物技術將應用於未來的建築領域

目前的細胞列印方法對於製造建築材料來說太過昂貴。

Darpa的ELM計劃使用現在存技術的所有優秀特性並創造出由非活性支架組成的混合材料，這些支架可以為工程活體細胞提供結構特徵並長期支持其存活能力。

美國政府將形成一些平台技術，這些技術是可擴展的，可以使實驗室成果更快地轉移至建築領域。

這個項目的長期目標是找到一種將結構性特徵直接加入基因組生物系統的方法，所以支架和外部發展因子都不是有機體所需要的用來實現特定形狀和性質的東西。

然而，Darpa認為這一壯舉如果要成功，科學家們必須理解開發途徑，以及如何指導多細胞系統的3D開發。

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