Будинки майбутнього зможуть рости, загоювати самостійно тріщини і навіть дихати: як біотехнології зможуть змінити наше життя

Ні, не в розумному, який за допомогою комп'ютерних технологій вмикає-вимикає, регулює і контролює, а в тому, який сам по собі живий — дихає, росте і навіть розмножується. Ця ідея здається фантастичною, але кліматичні зміни змушують учених задуматися про радикальну зміну ставлення людей до навколишнього світу. І якщо людина відчує життя навколо себе, зрозуміє, що природа дає їй все, починаючи від даху над головою і закінчуючи відпочинком для душі, то вона зможе набагато дбайливіше ставитися до неї, інформує Ukr.Media.

Біологія та сучасні технології

Інженерія, технології та біологія можуть бути і вже стають єдиним цілим. Такий симбіоз здатний подолати рубіж в будівництві, щоб зробити будівлі частиною природи. Саме про такі нововведення в будівництві будівель говорить Мартін Дейд-Робертсон — професор нових технологій Ньюкаслського університету, співдиректор Центру біотехнологій у побудованому середовищі. Професор і його колеги з університету Ньюкасла і Нортумбрії створили новий дослідницький центр для вивчення можливості злиття будівельних технологій та біології. Тут вже науково обґрунтовані п'ять способів, за допомогою яких людина зможе зробити будівництво частиною живої природи.

Зростаючі будівлі

Природні матеріали з давніх часів використовуються для будівництва необхідних людині будівель і споруд. Але перелік звичних деревини, піску, каменю розширюється живими організмами. Наприклад, не так давно науково-популярний журнал Scientific American презентував як будівельний матеріал майбутнього міцелій — кореневу частину грибів. Ця структура здатна в якості живильної суміші і опори для розвитку і поширення використовувати дерев'яні тріски, кавовий субстрат. Причому ріст міцелію досить швидкий, мережа грибниці легко поширюється по закладеній формі.

Всесвітню популярність придбала Hy-Fi — башта, яка побудована з цегли, вирощеній на основі відходів сільського господарства і грибного міцелію. Вежа має 13 метрів висоти, вона здатна рости і далі, бо грибний міцелій — жива культура, яка адаптується до наявних умов життя. Ця біотехнологія зацікавила Лінн Ротшильд (Lynn Rothschild) з НАСА як можливість будівництва колоній на інших планетах.

Будівлі, які загоюють тріщини

Велика проблема бетонних будівель — тріщини, що з'являються з різних причин і здатні стати початком руйнування. Крізь тріщини, що з'явилися на залізобетонних конструкціях, всередину просочується вода, надає руйнівну дію на сталеві конструкції, викликаючи їх окислення і дестабілізацію. Саме з цієї причини вчені почали шукати можливість змусити бетон самостійно «латати» сам себе. Один з найбільш перспективних методів отримання такої бетонної суміші належить групі дослідників на чолі з Хенком Йонкерсом (Henk Jonkers) професором Делфотского Університету технології (Delft University of Technology).

В бетонну суміш вони додали бактерії, які в сухому бетоні перебувають у стані анабіозу, але варто тільки з'явитися навіть мікроскопічній тріщині, крізь яку просочується всередину вода, то бактерії оживають, починають свою життєдіяльність, результатом якої стає зростання кальцитів і «самозагоювання» бетону. Ця біотехнологія дозволить створювати практично вічні будівлі, адже вони будуть володіти здатністю до самовідновлення.

Дихаючі будівлі

Сьогодні більшість сучасних будівель, особливо висотних, знаходяться на постійному життєзабезпеченні за рахунок підключення до них не тільки звичних комунальних структур — водопроводу, каналізації, електрики, але навіть вентиляції. Відбувається це тому, що матеріали сучасного будівництва — бетон і скло — не пропускають повітря, а кондиціонування дозволяє не тільки постачати приміщення киснем, але і регулювати температуру, що неможливо в глухому приміщенні, тільки якщо не відкривати кватирки і фрамуги для провітрювання. Але якщо зробити так, щоб будівля дихала, регулюючи температуру всередині себе, збагачуючи приміщення свіжим повітрям?

В Массачусетському технологічному інституті (Massachusetts Institute of Technology) група дослідників на чолі з Хиронши Ішії (Hironshi Ishii) працюють над створенням матеріалів, здатних змінювати свою структуру у відповідь на дію води. Ці матеріали складаються з шарів спор бактерій (подібних тим, які використовуються в самозагоюванні бетону) і латексу. Коли матеріал висихає, він стискається, змінюючи свою форму. Першим кроком в освоєнні такого матеріалу був одяг, який реагує на піт, що виділяється людиною. Наступним кроком для вчених було створення мембран, які будуть «потіти» при підвищенні вологості в приміщенні. Використання такого матеріалу в будівництві дозволить стінам в буквальному сенсі дихати — матеріал буде змінювати форму, відкриваючи пори, наче потові залози людини, пропускаючи повітря і відводячи зайве тепло.

Будівлі з імунною системою

Трильйони мікроорганізмів оточують нас у нашому житті, причому не тільки зовні, але і зсередини. Більшість бактерій, вірусів і грибків здатні викликати у людини і тварин захворювання. Людство намагається боротися з ними безліччю способів, застосовуючи антимікробні речовини. Але водночас вже науково доведено, що зайва стерильність, яка примусово викликається в наших будинках, службових і громадських приміщеннях, може зробити більше проблем, ніж принести користі.

Організму людини потрібні бактерії для здійснення багатьох процесів життєдіяльності. Але щоб ці мікроорганізми не завдали шкоди своїм активним розмноженням, людині потрібен сильний імунітет. У Лондонському Університеті (University College London) зараз проходять дослідні роботи по створенню матеріалів, що володіють стійкістю до хвороботворних бактерій, наприклад, переносимими комахами. Так що, можливо, в недалекому майбутньому ми будемо їсти йогурт з пробіотиками на пробіотичній кухні.

Будівлі зі «шлунками»

Життя людини неможливо уявити без різноманітних відходів життєдіяльності, які необхідно утилізувати. Це велика проблема мегаполісів, втім, малі міста і поселення так само страждають від цієї екологічно небезпечної проблеми. У Євросоюзі вже кілька років проводиться дослідження, яке отримало назву «Жива архітектура» (Living Architecture). Як компонент цих досліджень проводяться вивчення здатності деяких видів бактерій виробляти енергію при поглинанні відходів життєдіяльності людини. Стічні води і тверді побутові відходи повинні перероблятися спеціально вирощеними колоніями бактерій з виділенням певної кількості енергії, яка буде повертатися в цей же житловий будинок для обігріву, освітлення і так далі. Грубо кажучи така біотехнологія дозволить використовувати туалет як зарядку для мобільного телефону.

Як би принадно не звучала ідея «живого будинку», здатного дихати, самовідновлюватися, захищатися від шкідливих мікроорганізмів і навіть переробляти з користю відходи, є одна велика проблема — будь-який живий організм смертний. Тому і будинок, який здатний «жити» як біологічна істота теж колись помре.

Втім, будь-які будівлі приходять в непридатність і вимагають або капітального ремонту, якщо являють собою архітектурну і історичну цінність, або ж ідуть під знос, що витратно матеріально і забруднює навколишнє середовище. Так що і тут, можливо, «живі» будівлі будуть менш проблематичні, вони будуть помирати, повертаючись в природу і даючи нові життя.