Živé materiály ve stavebnictví: cihly z kukuřice i rostoucí beton

Živá architektura se pomalu přesouvá ze sci-fi filmů do moderních laboratoří. Týmy biochemiků a mikrobiologů zde spolupracují se stavebními inženýry, aby vytvořili inovativní stavební materiály s obsahem živých buněk. Většinou se jedná o směsi anorganických sloučenin s bakteriemi. Posouvají se tak nejen hranice syntetické biologie, ale i materiálového inženýrství, nanotechnologií nebo umělé inteligence.

Sinice jako základ

Nejprve bylo potřeba najít vhodné bakterie, které se s anorganickým materiálem dobře propojí. Přitom jsou odolné a exponenciálně rostou, v jednom okamžiku z nich tedy nevzniká jen jeden betonový kvádr, ale můžou jich být desítky. Po prvních pokusech s E. coli se během výzkumů osvědčily zejména cyanobakterie neboli sinice.

Výhody živoucích materiálů

Živé organické materiály nabízejí hned několik výhod. Dokážou se dobře přizpůsobit městskému prostředí, rychle reagují na změny, dorůstají a samy se opravují. Podle odborníků navíc bude časem možné dodávat na stavbu jen prekurzory, ze kterých se výsledný materiál dotvoří až na místě z lokálních zdrojů. Mohla by se tak výrazně snížit spotřeba energie i konstrukčních materiálů. K vývoji inovativních systémů inspirují vědce biologicky získané materiály, které se ve stavebnictví používají už nyní. Jde například o „bio“ cihly vypěstované z kukuřičných stonků a houbového mycelia nebo cihly injikované bakteriemi.

Beton, který se dokáže sám opravit

Klasický beton vytváří minimálně 8 % uhlíkové stopy ročně, a tak patří k prvním materiálům, nahrazovaným ekologickými variantami. Konkrétně jde o živý beton s obsahem fotosyntetických bakterií, se kterým přišli vědci z Coloradské univerzity v USA. Díky těmto mikroorganismům má jedinečnou schopnost růst, regenerovat se a odolávat dehydrataci, vydrží tedy až třikrát více než klasický beton. Na jeho výrobu není potřeba nově vytěžený písek, ale bohatě postačí odpadní materiály. Navíc má potenciál zamezit globálnímu oteplování, a to tak, že bude místo oxidu uhličitého vytvářet uhlík. Uplatnění najde v oblasti rezidenčních i inženýrských staveb a využívat by se mohl také v extrémně suchých oblastech, například na pouštích, nebo dokonce na Marsu.

Biocement

Zpracování cementu vytváří ročně zhruba 5 % emisí průmyslových a fosilních paliv, tedy pro představu více než provoz všech letadel a lodí. Proto byl ze směsi odpadních anorganických látek a mikrobiální biomasy vytvořen biocement. Pozor ale na to, že výraz biocement má v českém prostředí ještě jeden význam. Nazývá se tak i materiál vhodný pro stavbu nízkoenergetických domů, který spojuje klasický cement s dřevní štěpkou.

Zelené střechy

Zatímco na běžné využívání rostoucího betonu nebo biocementu si nejspíš několik let počkáme, rostliny už nyní pronikají do stavebnictví ve formě zelených střech a fasád. Hlavní funkcí zelených střech v městském prostředí je zadržovat vodu. Pomáhají ale také filtrovat a ochlazovat vzduch a samozřejmě mají i estetickou funkci. Není tedy divu, že zájem o ně narůstá i v České republice. Jen doporučujeme vybírat porost i substrát s ohledem na náročnost a vhodnost do daného prostředí, aby zelené části budov vydržely výkyvy teplot a vlhkosti. Při nedostatku dešťové vody pomůže systém automatického zavlažování.