co[w]work
a collaboration of biological systems
bacteria | minerals | collaboration
Ausgangspunkt dieses Projekts bildet ein Bakterienstamm namens Bacillus Pasteuri. Die besondere Fähigkeit dieser Bakterien ist es, Calciumcarbonat auf Oberflächen verschiedener Materialien zu mineralisieren. Die Bakterien benötigen eine spezielle Nährflüssigkeit mit Harnstoff und eine Umgebungstemperatur von 30°C zu wachsen. Es dauert ungefähr eine Woche, bis die Bakterien die Nährstoffe der Lösung aufgebraucht und eine dünne Schicht Calciumcarbonat gebildet haben.Um die Schicht aus Kalziumcabonat zu erhöhen, müssen Bakterien und Nährstoffflüssigkeit regelmäßig erneuert werden. Unter dem Mikroskop lässt sich die Konzentration der erzeugten Calciumcarbonatschicht auf dem Material bestimmen.
Das Projekt begann mit einigen Workshops über den Umgang mit den lebenden Material. Unterstützt wurden wir dabei von Dr. Filipe Natalio, Vanchanagiri Kranthi und Norman Friedrich von der Martin Luther Universität Halle-Wittenberg, der Forschergruppe für bioanorganische Chemie – Biomimetik.
Wir ließen uns von der Laborarbeit inspirieren und begannen unsere eigenen Experimente mit verschiedenen Arten von Materialien wie Kunststoff und Holz Schwämme, Glasgranulat, Sand, PLA-Granulat, Kohle, Muscheln, Knochen und viele andere organische und anorganische Materialien. Dazu legten wir die Materialien für eine Woche in die Nährflüssigkeit mit den Bakterien für eine Woche. Nach dieser Woche analysierten wir die Ergebnisse unserer Untersuchungsreihe. Besonders gut haftete das bakteriell produzierte Calciumcarbonat am PLA-Partikelschaum an. Das PLA wurde durch die Arbeit der Bakterien so zu einer festen, zusammenhängenden Masse.
So entschieden wir uns schließlich dazu diese Eigenschaft von PLA in Kombination mit Calciumcarbonat weiter zu untersuchen, Anwendungen und Verarbeitungsmöglichkeiten zu finden.
researching and how – bacteria meets cow
Der nächste Schritt war eine intensive Forschung über die Biomineralisation und Polymilchsäuren (PLA). Wir fanden heraus, dass Laktose-Mutterlauge eine der besten Nährflüssigkeiten für unsere Bakterien und auch ein Abfallprodukt der Milchindustrie ist. Das Rohmaterial von PLA ist Laktidsäure, die durch Lactid-Säurebakterien aus Lactose produziert wird. Daher entschieden wir uns, die Kuh, eines der ältesten Nutztiere, als Ausgangspunkt unserer weiteren Arbeit zu nehmen.
Wir analysierten alle von Rindern produzierten Substanzen wie Milch, Exkremente, Knochen, Fleisch- und Rinderhaare. Ein weiterer wichtiger Punkt für uns war es, eine Substanz zu finden, mit der PLA durch einen energiesparenden und nachhaltigen Prozess hergestellt werden kann. So fanden wir eine weitere faszinierende Substanz, Lignin. Es ist ein natürliches Polymer, das für die versteifung im hölzernen Pflanzen sorgt. Es bildet einen Teil der Exkremente von Rindern und ist Überrest von Biogasanlagen. Ebenso ist es es überbleibsel von Holz, dass durch Braunfäule befallen ist. Pilze verstoffwechseln hier die Zellulose aus Holz und hinterlassen reines Lignin als Rückstand.
_team:
Luis Undritz, Marc Wejda
_projekt:
microbes I – Bakterien produzieren Gestein
5. Semester Industriedesign (2017)
Burg Giebichenstein Kunsthochschule Halle