廢物變黃金？德國研究團隊開發「尿液生物混凝土」，強度可蓋好幾層樓！

你可能沒想過，每天排出的尿液也能變身建築材料！德國司徒加特大學（University of Stuttgart）的研究團隊，近期正積極投入一種新型建築材料「生物混凝土」（Bio-concrete）的開發，特別的是，他們選用人類尿液作為關鍵原料。這項創新不僅能有效利用廢棄物，還能減少生產過程中的溫室氣體排放，對環境友善。

生物混凝土是什麼？會自我修復的建築材料

一般的混凝土雖然堅固耐用，但隨著時間推移和風吹雨打，難免會出現裂縫。這些裂縫一旦擴大，水分就會滲入，逐漸侵蝕內部的鋼筋，導致混凝土結構變得脆弱。

而「生物混凝土」的原理，就是利用微生物等生物的特性來修復自身。早在 2016 年初，荷蘭台夫特理工大學（Delft University of Technology）的微生物學家漢克．榮克斯（Henk Jonkers）就成功開發出一種會「自我修復」的混凝土產品。這種混凝土在一般混凝土中混入細菌和乳酸鈣膠囊。當混凝土出現裂縫並有水分滲入時，乳酸鈣的生物分解性塑膠外殼會分解，被活化的細菌便會消耗乳酸鈣並產生石灰石。這些石灰石會膨脹，進而填補裂縫，達到修復混凝土的效果。

這種會自我修復的生物混凝土，預期可以用在長期暴露於風雨中，或是難以維護的建築物上，有助於節省建築的維護費用。

尿液的驚奇用途：高強度環保建材

司徒加特大學的研究人員更進一步，將人類尿液納入生物混凝土的材料清單中。他們發現，將含有細菌的粉末與沙子，混和人類尿液後，細菌會分解尿素，並促使尿液中的鈣質形成結晶。這些鈣結晶會逐漸成長，扮演填充物的角色，最終形成堅固的生物混凝土。

有趣的是，研究團隊利用工業尿素製作生物混凝土時，其抗壓強度竟能達到超過 50 百萬帕（megapascals, MPa），大幅超越了傳統生物混凝土的強度。研究人員指出，只要有 30 至 40 百萬帕的強度，就足以建造二到三層樓的建築。

然而，在使用模擬人類尿液的「人工尿」進行測試時，強度降至 20 百萬帕；若直接使用實際尿液，強度更僅有 5 百萬帕。研究人員解釋，這可能是因為隨著時間的推移，細菌的活性會逐漸喪失。

環境友善與未來應用潛力

儘管實際尿液的表現仍有進步空間，但這種利用尿液製成的生物混凝土仍具備兩大環保優勢：首先，它的生產過程可以在較低的溫度下進行燒製，減少能源消耗；其次，由於尿液本身就含有水分，可以減少額外的水資源使用。

研究人員表示，他們未來計畫進行凍融試驗，以評估這種尿液生物混凝土是否適合在戶外使用。如果技術成熟，他們設想未來或許可以在機場等人流量大的場所，將排出的尿液進行分離和處理，作為生物混凝土的原料。這項技術若能實現，將為建築業帶來革命性的改變，不僅能將廢棄物轉化為寶貴資源，更能為地球的永續發展貢獻一份心力。

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