发生了什么

瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich，一所大学）的研究者卡伦·安托维尔萨·帕埃斯，正在研究一种让细菌帮助固定砂粒的建筑材料。她的博士研究把微生物、3D打印和机器人制造结合起来。相关成果来自三项研究，介绍了两条制作路线：先打印形状，再让它变硬；或用机器人把材料一层层喷到表面。

砂粒为什么会被固定

这种方法叫微生物诱导碳酸钙沉淀，简称MICP，也常被称为生物水泥。3D打印路线先把砂、活细菌和含水凝胶混成生物墨水，再打印出想要的形状。打印件随后放入含尿素和氯化钙的溶液中。细菌里的脲酶会分解尿素，产生能和钙结合的碳酸根。两者形成碳酸钙，也就是石灰岩、粉笔和贝壳中都有的矿物。微小晶体在砂粒之间生成并互相卡住，于是松散的砂变成了整体。

根据目标强度，固化需要2到5天。期间要每天更换矿化溶液。物体干燥后，材料变成固体，细菌也不再活动。

为什么值得关注

传统水泥制造要把岩石加热到1000多摄氏度。水泥生产也是建筑业二氧化碳排放的重要来源之一。新方法在固化阶段不需要热源，可以在室温下形成矿物。因此，它有望减少一部分能耗，但这还不等于已经证明它一定更环保。

团队还测试了机器人喷涂路线。机械臂依次喷出细菌、矿化所需的物质和砂，逐层堆积材料。这个过程受到叠层石的启发：自然界中，微生物也能长时间沉积矿物。2025年威尼斯建筑双年展上，这套系统连续运行了6个月，展示了生物固化过程可以自动化。

已经做到什么

团队做出了可用于遮阳或分隔空间的立面部件。这说明细菌固化不只适合土壤加固，也能和数字制造结合，做出有形状的建筑部件。不过，两条路线的成熟度不同。打印方法更关注材料和形状，喷涂方法还需要进一步研究内部颗粒排列和机械性能。

仍然有哪些问题

目前，生物水泥更接近砂浆，还不能替代承重混凝土。砂粒大小、混合比例、长期稳定性和强度如何协调，仍没有最终答案。反应还会产生铵。它可能给环境带来伤害，废液怎么处理必须算进整个设计。研究人员正在继续评估这种副产物的环境影响。

接下来观察什么

下一步要看材料能否保持强度和稳定性，并能否扩大制作规模。环境评估也很关键：不能只看固化时少用了多少热，还要计算溶液、废物处理和整个制作过程的影响。这个项目已经证明细菌可以把砂粒固定成建筑部件。它还没有证明自己能够安全、耐久、低负担地承担大型建筑的任务。

参考：苏黎世联邦理工学院的研究介绍、机器人喷涂研究论文。