یک کاربرد باورنکردنی برای ادرار انسان

گجت نیوز: محققان در حال بررسی استفاده از ادرار انسان برای ساخت ساختمان‌های آینده هستند. این رویکرد نوآورانه می‌تواند چهره شهرهای آینده را دگرگون کند.

در جدیدترین اخبار علمی، دانشمندان آلمانی موفق شدند با بهره‌گیری از ادرار، نوعی بتن زیستی تولید کنند. این دستاورد، گامی مهم در راستای پروژه‌ای به شمار می‌رود که هدف اصلی آن، تحولی بنیادین در عرصه ساخت‌وساز پایدار از طریق تولید مصالح ساختمانی با استفاده از مواد دورریز و زائد است.

منتظر ساختمان‌های آینده از جنس ادرار باشید

محققین مؤسسه سازه‌های سبک و طراحی مفهومی (ILEK) دانشگاه اشتوتگارت از روشی به نام کانه‌زایی زیستی میکروبی استفاده کرده‌اند که در آن، باکتری‌ها، اوره موجود در ادرار را به کریستال‌های کربنات کلسیم تبدیل می‌کنند.

این کریستال‌های دایره‌ای با شیارهای شعاعی و سطوح هموار خود، ذرات شن را به یکدیگر پیوند داده و در نتیجه، یک بیو-بتن مقاوم و دوستدار محیط زیست به وجود می‌آورند که از نظر ترکیبات شیمیایی، شباهت زیادی به ماسه طبیعی دارد.

این پروژه‌ با نام “SimBioZe” زمانی آغاز شد که پژوهشگران، ادرار را به عنوان یک منبع سرشار اما کم‌استفاده شناسایی کردند. همین امر، انگیزه‌ای شد تا آن‌ها به بررسی روش کانه‌زایی زیستی میکروبی به عنوان یک جایگزین پایدار برای تولید بتن بپردازند.

در حالی که بتن همچنان به عنوان پرمصرف‌ترین ماده ساختمانی در سطح جهان با تولید سالانه تقریباً ۴ میلیارد تن شناخته می‌شود، هزینه گزاف زیست‌محیطی آن، صنعت ساخت‌وساز را به جستجو برای یافتن مصالح ساختمانی پایدارتر واداشته است.

تولید سیمان که جزء اصلی بتن محسوب می‌گردد، نیازمند حرارت دادن سنگ آهک تا دمای حدود ۱۴۵۰ درجه سانتیگراد است. این فرآیند مقادیر قابل توجهی انرژی مصرف می‌کند و منجر به انتشار چشمگیری از گازهای گلخانه‌ای می‌شود.

به منظور مقابله با این چالش زیست‌محیطی، گروه تحقیقاتی ILEK، بتن زیستی (بیو-بتن) را به عنوان یک جایگزین امیدوارکننده توسعه داده‌اند. این بتن از طریق فرآیند معدنی‌سازی زیستی تولید می‌شود؛ فرآیندی که در آن موجودات زنده از طریق واکنش‌های شیمیایی، مواد غیرآلی تولید می‌کنند.

یکی از محققین می‌گوید: «ما پودری حاوی باکتری را با ماسه مخلوط می‌کنیم، این ترکیب را درون قالب قرار می‌دهیم و سپس در طی یک فرآیند خودکار سه روزه، آن را با ادرار غنی از کلسیم شستشو می‌دهیم. تجزیه اوره توسط باکتری‌ها، به همراه افزودن کلسیم به ادرار، سبب رشد بلورهای کربنات کلسیم می‌گردد.»

این فرآیند، مخلوط شن را به بیو-بتن جامد تبدیل می‌کند و در نهایت ماده‌ای جامد تولید می‌کند که از نظر شیمیایی مشابه ماسه‌سنگ آهکی طبیعی است. به گفته پژوهشگران، هنگامی که از اوره با گرید فنی استفاده شد، این بیو-بتن توانست به مقاومت فشاری بیش از 50 مگاپاسکال (MPa) دست یابد که این میزان، آن را به طور چشمگیری از مواد معدنی‌شده زیستی قبلی، قوی‌تر می‌کند.

آزمایش‌هایی که با ادرار مصنوعی انجام شد، مقاومت ۲۰ مگاپاسکال را نشان داد، در حالی که استفاده از ادرار واقعی انسان، به دلیل کاهش فعالیت باکتری‌ها در طول فرآیند، منجر به مقاومت حدود ۵ مگاپاسکال گردید. محققان در نظر دارند این مقدار را باز هم افزایش دهند و رسیدن به مقاومت ۳۰ تا ۴۰ مگاپاسکال را هدف‌گذاری کرده‌اند که این میزان برای ساخت ساختمان‌هایی تا سه طبقه کافی خواهد بود.

به منظور سنجش کارایی این روش در شرایط واقعی، پژوهشگران در نظر دارند تا یک واحد آزمایشی را در فرودگاه اشتوتگارت برپا سازند. این واحد، ادرار جمع آوری شده از مکان‌های عمومی پرتردد را فرآوری کرده و همزمان آن را به بیو-بتن تبدیل می‌کند. این طرح، نمونه‌ای برجسته از زیرساخت‌های شهری پایدار به شمار می‌رود.