Немецкие ученые создали биобетон из мочи и песка

Немецкие ученые предложили необычное решение для экологичного строительства – биобетон на основе человеческой мочи. Технология использует природные процессы биоминерализации для создания прочного строительного материала.

Группа ученых под руководством Лучио Бландини из Штутгартского университета разработала инновационный метод производства строительных материалов. В рамках проекта SimBioZe они используют бактерии, которые преобразуют мочевину в моче в карбонат кальция – природное связующее вещество.

Процесс начинается со смешивания бактериального порошка с песком. Эту смесь помещают в форму и обрабатывают мочой, обогащенной кальцием, в течение трех дней. Бактерии расщепляют мочевину, что приводит к образованию кристаллов карбоната кальция, скрепляющих песчаные частицы.

«Мы смешиваем порошок, содержащий бактерии, с песком, помещаем смесь в форму, а затем промываем ее обогащенной кальцием мочой в течение трех дней в автоматизированном процессе», — объясняет Майя Смирнова, магистр наук, научный сотрудник ILEK. — «Расщепление мочевины бактериями в сочетании с добавлением кальция в мочу приводит к росту кристаллов карбоната кальция».

В результате процесса песчаная смесь затвердевает в биобетон, в конечном итоге образуя твердое вещество, химически похожее на натуральный известковый песчаник. «В зависимости от формы элементы могут быть созданы в различных формах и размерах, с текущей максимальной глубиной 15 сантиметров», — добавила она.

Испытания показали впечатляющие результаты. При использовании технической мочевины материал достигает прочности на сжатие более 50 МПа. Это значительно превышает показатели предыдущих биоминерализованных материалов. Даже с настоящей человеческой мочой прочность составляет около 5 МПа, хотя ученые работают над улучшением этого показателя до 30-40 МПа.

Технология предлагает несколько экологических преимуществ. В отличие от традиционного производства цемента, не требуется нагревания до 1450°C, что значительно снижает энергозатраты и выбросы CO2. Кроме того, метод превращает отходы в ценный строительный ресурс, создавая замкнутый производственный цикл.

«Процесс производства нашего биобетона потребляет значительно меньше энергии и вызывает меньше выбросов, чем традиционное производство цемента», — утверждает Бландини. Побочные продукты процесса можно использовать как удобрения, что делает технологию практически безотходной.

Хотя текущая прочность материала пока недостаточна для высотного строительства, он уже подходит для малоэтажных зданий.