细菌改善我们生活的12种方式，从硬盘到高楼大厦

当我们想到细菌时，我们通常会想到它可能导致的疾病以及我们摆脱它的需要。然而，细菌在我们的生活中发挥着巨大的积极作用，我们甚至不假思索。作为普林斯顿大学的邦妮·巴斯勒在TED演讲中提出了这个观点“当我看着你时，我认为你有1%或10%是人类，90%或99%是细菌。”今年5月，我们发现一项研究表明，接触一种叫做母牛分枝杆菌的天然土壤细菌实际上可以提高学习行为。但这并不是细菌唯一聪明的地方。科学家们也在寻找无数种方法让细菌为我们工作，而不是不断地寻找如何消灭细菌。从使用细菌作为数据存储的微型硬盘，到用它们来填补混凝土裂缝，让我们的建筑更耐用，强大的细菌在很多方面都在改善我们的生活。

1.创造建筑材料

阿拉伯联合酋长国沙迦美国大学的建筑助理教授金格·克里格·多西尔偶然发现了一种新的造砖方法，使用细菌、沙子、氯化钙和尿液。

这一过程被称为微生物诱导方解石沉淀，或MICP，利用沙子上的微生物通过一系列化学反应将颗粒粘结在一起，就像胶水一样。由此产生的物质类似于砂岩，但取决于它的制造方式，它可以再现烧制的粘土砖甚至大理石的强度。如果Dosier的生物制造砖石取代地球上的每一块新砖，它将每年减少至少8亿吨的二氧化碳排放，”《大都会》杂志说，该杂志在去年举行的设计比赛中授予这位发明家第一名。

这有一个很大的副作用。这一过程会产生大量的氨，微生物将其转化为硝酸盐，最终会污染地下水供应。这是对环境更友好的过程的一个主要缺点。beplay体育官网电脑

这就是为什么对细菌的下一个操作更有趣——它使我们已经拥有的基础设施持续更长时间。

2.修复混凝土

纽卡斯尔大学的学生创造了一种新的细菌，可以充当开裂混凝土的“胶水”。他们设计的是，当它感知到混凝土的特定pH值时，就会被触发活动，然后它会繁殖，直到它填满裂缝，撞到裂缝底部，开始结块。结块开始后，细胞分裂成三种类型，一种产生碳酸钙，一种作为增强纤维，一种作为胶水。这三种类型的混凝土结合在一起，变得像它们填充的混凝土一样坚固。这种细菌只有在接触混凝土时才能存活，这意味着它不会占领世界。想象一下，由于细菌的存在，我们的摩天大楼寿命更长。

3.探测地雷

细菌不仅能让我们保持健康，还能让我们安全。科学家们发明了一种方法，使细菌在靠近地雷时发光。通过一种被称为生物砖的技术，科学家们操纵细菌的DNA，并将其混合成无色溶液，然后将其喷洒在怀疑存在地雷的地区。这种溶液与土壤接触时会形成绿色斑块，如果靠近未引爆的爆炸物则会开始发光。它可以使清除地雷更加容易和安全。

4.检测污染

除了地雷，细菌还能以类似的方式帮助我们检测污染——当它们接触到某种化学物质时就会发光。研究人员研究这种技术已经有一段时间了，但直到最近几年才开始在该领域应用。

瑞士科学家Jan Van der Meer通过测试一种能吃掉泄漏石油中的特定化学物质的细菌，证明了这种可能性。这种生物传感器细菌在享用它们的食物来源时，可以向科学家们展示石油泄漏和泄漏的位置。该技术可以应用于浮标装置，或用于检测水源和食物中的其他污染物。

5.清理溢油

正如我们上面提到的，一些细菌喜欢吃漏油中发现的化学物质，这意味着它们也可以被用于清理漏油。这是多年前的研究我们第一次注意到它是在2005年但自墨西哥湾漏油事件以来，生物修复得到了更多的关注。从墨西哥湾到中国的石油泄漏，都曾使用过食油细菌。这绝对不是清洁泄漏物的完美解决方案，但却是清洁的一个组成部分。当然，我们还是必须非常小心，一开始就不能让石油泄漏。

6.清洁核废料

油污清理不仅得益于细菌，还得益于核废料清理。更具体地说，这要归功于一种我们通常尽量避免的细菌:大肠杆菌。研究人员发现，当大肠杆菌与肌醇磷酸盐一起工作时，可以从受污染的水中回收铀。细菌分解磷酸盐，磷酸盐可以与铀结合并附着在细菌上。然后收集细菌细胞以回收铀。该技术可用于清理铀矿附近的污水，以及帮助清理核废料。

7.越来越多的包装

细菌可能是更可持续的货物运输包装的解决方案。一个名为Bacs的项目使用木醋杆菌在物体周围自我组装。它真的会长成一个像纸一样的保护壳，当然，它也是可生物降解的。因此，通过在易碎物品上覆盖细菌培养物，喂它一些甜的东西，并给它一段时间生长，你就可以忘记寻找运输材料的麻烦了。这样的策略要在市场上站稳脚跟还需要一段时间，但这是一个很棒的想法。

8.存储数据

科学家们已经找到了一种方法，可以在大肠杆菌中存储数据，包括文本，甚至是照片和视频。一克细菌能储存的信息比一个900兆兆字节的巨大硬盘还多!香港的研究人员已经找到了如何压缩数据，将其存储在几个生物体中，并绘制DNA，这样信息就可以很容易地再次找到，就像一个文件系统一样。他们称之为生物密码学。据研究人员称，这可能意味着我们存储数据的方式将发生一场革命，更重要的是，这些信息不会被黑客入侵。现在的问题是找出哪种类型的细菌最适合用于这种存储，如何控制它，以及如何在加密后访问信息。

9.阻止沙漠化

荒漠化是指沙漠生态系统通过水土流失和地下水流失而扩散。这是一个严重的问题——在中国，沙漠化每年侵占1300平方英里的土地，非洲和澳大利亚的一些地区也面临着同样可怕的问题。然而，一个新颖的想法是利用细菌来阻止沙漠化。

建筑师马格努斯·拉尔森提议用充满细菌的气球把撒哈拉沙丘变成一个6000公里长的沙漠裂缝。拉尔森认为，用装满了湿地中常见的细菌——巴氏芽孢杆菌(Bacillus pasteurii)的气球淹没该地区，这种细菌会产生一种天然水泥。拉尔森认为，细菌可以进入沙子，形成一堵坚硬的墙，阻止沙丘进一步扩张。

显然，到目前为止，这还只是一个想法。但利用细菌来阻止沙漠蔓延的潜力是存在的。

10.将细菌转化为甲烷

细菌无疑是寻找可持续生物燃料的主要参与者。在过去的几年里，我们已经看到越来越多的研究成果，利用细菌在生物燃料生产过程的不同部分，或将废物转化为能源，甚至储存能源。

研究人员正在研究利用细菌储存能量——特别是让它们吃掉电子并将其转化为甲烷，燃烧效率可达80%。据推测，这一概念只需几年就能实现大规模商业化生产。

11.制造更便宜的纤维素乙醇

堆肥堆中的细菌可以帮助我们制造更便宜的纤维素乙醇，或将植物废物转化为能源。来自吉尔福德的研究人员开发了一种新的细菌菌株，可以帮助纤维乙醇的加工，使该过程比传统的发酵过程更有效，成本更低。

堆肥堆细菌是一种途径，但另一种途径是寻热细菌。早在2007年，研究人员就提炼出了一种地热杆菌家族的寻热棒状细菌，它生产乙醇的效率是野生菌株的300倍。考虑到我们已经三年没有听到太多关于它的消息了，我们不确定这是一个解决方案，但也许研究仍在进行中。

12.利用大肠杆菌生产柴油燃料

臭名昭著的大肠杆菌似乎总是在正确的任务中发挥更大的作用，包括制造生物燃料。专注于利用农业或木材废料作为燃料的糖源，细菌以废物为食并创造生物燃料。