即使再坚固的混凝土，在风雨的侵蚀下也迟早会开裂。甚至会导致建筑物倒塌！据统计，仅在欧盟每年桥梁和隧道的维护费用就高达60亿欧元。如何解决这个世界性难题呢？

近日，德雷克塞尔大学的研究人员展示了一种内嵌“生物纤维”的自愈合混凝土，它能利用细菌修补形成的裂缝。要想成为世界上最常用的建筑材料，就必须做好几件事--混凝土易于制造、强度高，而且在理想条件下可以长期耐久。而这种生物混凝土最大的特点就是——能自我修复！让建筑有了生命，就像树一样就算断了枝叶也还会重新长出来。

细菌补墙，你听说过么？

罗宫位于阿珀尔多伦市，是一座巴洛克式风格的皇家宫殿。这处宫殿是国王威廉三世在1685年修建，被大家称为“荷兰的凡尔赛宫”。

很长一段时间里，这个宫殿都是王室夏天居住的地方。直到1984年，这里重新翻修向所有平民开放，成为一个展示荷兰皇家历史的宫殿园林博物馆。不过现在因为正在装修，美丽的宫殿式建筑会暂时关闭，大家想去的话只能参观宫殿花园和马厩等地方。

可别以为那只是一个普通花园，里面种着很多古老的植物物种，还摆着形状千奇百怪的淡水喷泉。如果想感受下王室的生活调调，在花园小路上慢悠悠散步最合适不过了。马厩广场是在售票口的后边，广场两边低矮的建筑就是马厩。这些马厩的历史有点久远，据说是威廉明娜女王在1907-1909年下令建的。里面有80多匹马，其中两匹还是服务王室多年后光荣退休的老马。去到边上的马车房里，大家能近距离瞅瞅荷兰皇家运输工具：马车、汽车，以及雪橇。

别人补墙一般用砖头、混凝土就行，罗宫竟然用上了细菌。不得不说，王室住过的地方果然与众不同。是不是一脸问号：细菌还能补墙？确定不会塌？回答大家的疑问前，先说说为什么会选中细菌这种生物材料。

全世界每年生产水泥的量差不多是40亿吨，排出来的二氧化碳量占世界总排放量的8%。木材是可以降解再利用，但从大气里吸收二氧化碳的速度超级慢。相比之下，生物材料却可以从大气中吸收更多的二氧化碳。这样看来，细菌还是走环保路线的建筑材料。

另外为了提高抗拉强度，混凝土中常常加入钢筋。时间长了，混凝土里会出现微小的裂缝。雨水会顺着裂缝渗到里面腐蚀钢筋，增加房子倒塌的风险。每年各国家花在修补设施裂缝上面的钱，足足有数十亿美元。没法修复的话，废弃的建筑材料又产生大量的垃圾。而细菌的加入就会避免这种情况出现。

细菌：可自愈合混凝土

在现实生活中，混凝土会不断受到风化，从而产生裂缝。这才是真正的问题所在，因为温度波动会迫使裂缝扩大，而湿气则会引发各种侵蚀混凝土的过程。因此，混凝土结构需要经常维护，这不仅成本高昂且不方便，还会增加制造这种材料对环境的影响（本来就很大）。如果能找到减缓劣化的方法，就能省去很多麻烦。

这就是德雷克塞尔生物纤维的用武之地。这些聚合物纤维不仅能起到物理加固作用，还具有重要的双重作用，即自我修复机制。纤维表面涂有一层水凝胶，水凝胶中含有内生孢子，内生孢子是细菌的休眠形式，可以抵御极端环境，当环境变得更舒适时，内生孢子又会重新苏醒。然后在水凝胶层上涂上一层薄薄的聚合物外壳。

生物纤维混凝土可以像其他混凝土一样使用，但它的秘密超能力只有在以后开裂时才会显现出来。当水到达生物纤维时，水凝胶就会膨胀并破壳而出，推向地表。在这个过程中，沉睡的细菌被唤醒，它们开始从周围的混凝土中吸取碳和钙。这就产生了碳酸钙，一种填充和修补裂缝的胶结材料。

该团队的首席研究员阿米尔-法纳姆（Amir Farnam）说：“这是一项令人兴奋的进展，因为我们一直在努力利用大自然的灵感来改进建筑材料。我们每天都在看到，老化的混凝土结构正在遭受破坏，从而降低了其功能寿命，并需要进行昂贵的关键性维修。试想一下，它们能自我修复吗？在我们的皮肤中，我们的组织通过注入自我修复液--血液--的多层纤维结构自然实现自我修复。这些生物纤维模仿了这一概念，并利用造石细菌创造出能对损伤做出反应的活体自愈混凝土。”

细菌：省钱又省心的新材料

经过无数次实验，Hendrik Jonkers终于找到了芽孢杆菌！这种细菌产生的孢子能在没有食物和氧气的情况下存活200年之久。并加入作为细菌营养来源的乳酸钙，然后混合搅拌成混凝土。这样当混凝土出现裂痕时，雨水会渗透进去。休眠中的细菌就会开始发芽、增殖并食用乳酸钙。最后通过代谢把钙和碳酸离子结合，形成石灰石，逐渐弥合裂缝。这种生物混凝土能在大约三周时间内愈合，最多0.5毫米宽的裂缝。大大延长了建筑物的使用寿命！

研究小组表示，虽然愈合时间可能会有所不同，但生物纤维似乎能够在短短一两天内修补裂缝。以前的研究已经制造出了注入细菌的自愈合混凝土，但主要挑战之一是如何在混凝土完好无损的情况下保持微生物长期存活。使用包裹在聚合物保护壳下的水凝胶中的休眠内生孢子可能就是答案。

虽然还有很多工作要做，但研究人员表示，生物纤维混凝土最终可以帮助降低建筑物的维护要求，并减少混凝土生产过程中的二氧化碳排放量。

Green Basilisk公司算了一笔账：一立方米新鲜混凝土的价格是68-91美元，自我修复的细菌和乳酸钙会增加46美元。看着是多花钱了，但其实建筑物在整个使用寿命里维护、修理都要花钱，自我修复成分可能只占总成本的1％。这么说来，细菌自愈混凝土，既能省钱，又能省心，还能为环保出一份力。

文章来源： cnBeta，建设工程之家，荷兰奶叔