[Credit: CU Boulder College of Engineering & Applied Science]

Para peneliti telah mengembangkan pendekatan baru untuk merancang bangunan yang lebih berkelanjutan dengan memanfaatkan bakteri.

Bahan bangunan, yang secara umum berupa pasir dan semen seperti adalah anorganik. Campuran seperti tidak hidup. Tetapi  bahan anorganik bisa menjadi tempat bagi berkembangya koloni bakteri. Dengan mengkombinasikan keduanya, akan didapatkan suatu material yang hidup. Tidak hanya memiliki fungsi menahan beban struktural, tetapi juga bermanfaat secara biologi.

Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan di jurnal Matter, Wil Srubar dan rekan-rekannya dari University of Colorado, Boulder, menggambarkan strategi mereka untuk memanfaatkan bakteri untuk mengembangkan bahan bangunan yang hidup dan berkembang biak. Selain itu, bahan ini pun bisa memberikan jejak karbon yang lebih rendah.


“Kita sudah menggunakan bahan biologis pada bangunan kita, seperti kayu. Tetapi, bahan-bahan seperti itu tidak lagi hidup,” kata Srubar. “Kami bertanya: Mengapa kita tidak bisa membuat semua itu tetap hidup dan membiarkan biologinya melakukan sesuatu yang bermanfaat juga?”

“Kami menggunakan bakteri untuk membantu menumbuhkan sebagian besar bahan yang dibutuhkan untuk konstruksi,” kata Srubar. “Kami tahu bakteri tumbuh dengan kecepatan eksponensial, jadi daripada membuat batu bata satu per satu, Anda mungkin bisa membuat sebuah batu bata dan memperbanyaknya menjadi dua, kemudian empat, dan seterusnya. Itu akan merevolusi tidak hanya apa yang kita pikirkan tentang bahan struktural, tetapi juga bagaimana kita membuat bahan struktural pada skala eksponensial.”

Para peneliti mengatakan bahwa kemampuan mereka untuk menjaga bakterinya hidup dengan tingkat keberhasilan yang tinggi menunjukkan bahwa suatu bangunan yang hidup mungkin tidak akan lama lagi bisa dirasakan.

Hampir sama dengan penggunaan bakteri dalam bahan konstruksi sebelumnya yang telah dikembangkan untuk mengatasi permasalahan keretakan pada beton. Bahan ini pun dapat memperbaiki keretakan pada bangunan secara mandiri. Kelebihan lainnya, dapat menyerap racun berbahaya dari udara. Dan ketika itu terjadi, warnanya akan berubah sehingga dapat dijadikan sebagai peringatan.

Secara khusus, ia dan rekan-rekannya bereksperimen dengan cyanobacteria milik genus Synechococcus. Dalam kondisi yang tepat, mikroba hijau ini menyerap gas karbon dioksida untuk membantu mereka tumbuh dan membuat kalsium karbonat — bahan utama dalam batu kapur dan semen.

Untuk memulai proses pembuatan, para peneliti menyuntikkan koloni cyanobacteria ke dalam larutan pasir dan gelatin. Dengan porsi yang tepat, kalsium karbonat yang dihasilkan oleh mikroba dapat mengisolasi gelatin yang mengikat pasir.

Sebagai bonus tambahan, batu bata tersebut benar-benar akan menghilangkan karbon dioksida dari udara, bukan memompanya kembali.

Bahan ini juga tahan lama. Tim peneliti menemukan bahwa di bawah berbagai kondisi kelembapan, kekuatannya akan sama dengan mortar yang digunakan saat ini.

Fotosintesis hijau Cyanobacteria tumbuh dan termineralisasi dalam kerangka hidrogel-pasir. Bahan hidup memiliki kekuatan yang mirip dengan mortar berbahan dasar semen.(Credit: College of Engineering and Applied Science at Colorado University Boulder)

“Anda bisa menginjaknya, dan tidak akan pecah,” katanya.

Para peneliti juga menemukan bahwa material ini bisa bereproduksi. Ketika sebuah batu bata dipotong menjadi dua bagian, dari kedua potongan batu bata ini tumbuh menjadi batu bata baru yang utuh.

Menurut perhitungan yang telah dilakukan, sekitar 9-14% koloni bakteri dalam material mereka masih hidup setelah 30 hari dan tiga generasi berbeda dalam bentuk batu bata. Bakteri ditambahkan pada beton dapat mengembangkan bahan penyembuhan diri, sebaliknya, malah cenderung memiliki tingkat kelangsungan hidup kurang dari 1%.

Srubar mencatat bahwa ada banyak pekerjaan yang harus dilakukan sebelum temuannya dapat diaplikasikan secara luas. Cyanobacteria tim, misalnya, membutuhkan kondisi lembap untuk bertahan hidup. Sesuatu yang tidak mungkin terjadi pada kebanyakan wilayah gersang di dunia. Jadi dia dan timnya berupaya untuk merekayasa mikroba yang lebih tahan terhadap kekeringan sehingga tetap hidup dan berfungsi.

Tapi kemungkinannya besar. Srubar membayangkan di masa depan di mana para pemasok cukup mengirimkan karung berisi bahan-bahan kering untuk membuat bahan bangunan hidup. Cukup tambahkan air, dan orang-orang dapat mulai menumbuhkan dan membentuk rumah mikroba mereka sendiri.

“Alam telah menemukan cara melakukan banyak hal dengan cara yang cerdas dan efisien,” kata Srubar. “Kita hanya perlu lebih memperhatikan.”(ikons.id)