使用生物礦化工法穩定懸崖

摘要

法國Medusoil公司使用微生物誘導方解石，做為可強化地基工程的黏合劑，提高建物的穩定性，未來也可望取代現有可能會汙染地下水與環境的建料素材，對環境友善達成環境永續的理念。

　　水土流失、山崩、海平面上升以及極端天氣等因素可能土石滑動，減弱部分基礎建設的地基結構，為了保持其結構完整性，必須採取穩定或強化地基工程。現有的解決方式通常是使用水泥、石灰或工業樹脂作為材料，且所添加使用的微塑膠和有毒物質可能汙染地下水及土壤。因此，基於對環境友善的原則，部分研究人員將希望寄託於生物礦化工法（Microbial-induced calcium carbonate precipitation，MICP）。

　　Medusoil是法國洛桑聯邦理工學院（法語：École polytechnique fédérale de Lausanne，縮寫EPFL）的衍生公司，使用微生物誘導方解石(calcite，即碳酸鈣，化學式CaCO₃)結晶生成，這是沉積岩的主要成分，能作為土壤的粘合劑，迅速硬化土壤。【延伸閱讀】粘菌和貽貝如何成為建築的未來

　　因Sporosarcina Pasteurii能產生大量的尿素酶，過往文獻中已有許多使用S. Pasteurii在土壤中進行生物礦化的經驗。而Medusoil團隊使用冷凍乾燥後的S. Pasteurii，當尿素酶與尿素分子結合時，尿素酶可催化尿素水解，產生碳酸根離子，可與鈣形成碳酸鈣晶體，進而與土壤中的其他細小沙粒黏合。此種由尿素酶催化的反應與自然情況相比快1,000倍，最終產品可以在幾天甚至幾小時內完成。

　　Medusoil團隊於2018年在沃州的懸崖進行測試，因風和雨水侵蝕造成懸崖結構不穩定，在這些測試過程中，團隊能夠將目標區域的土壤固結，進而提高了土壤的穩定性。此外，公司還建立了批次生產土壤穩定劑的設施，以及可在建築工地應用的移動式注射裝置，目前已準備好擴大生產規模，隨著材料調整，未來還可以擴展到其他建設方面的需求。相關研究發表於<Scientific Reports>。

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