Schauen Sie sich die grauen Wände der Gebäude um Sie herum an. Werden sie als inerte, tote Oberflächen betrachtet, als einfache Trennlinien zwischen Innen und Außen? Nun, sie könnten bald zu grünen Wänden werden. Mehr: lebende Organismen. Forscher der Technischen Universität Graz in Österreich und der Universität Ljubljana in Slowenien entwickeln eine lebende Tinte, die Gebäudeoberflächen in aktive mikrobielle Ökosysteme verwandeln kann. Das Projekt mit dem Namen REMEDY (Archibiome Tattoo für widerstandsfähige, reaktionsfähige und belastbare Städte) soll sicherstellen, dass unsere Fassaden nicht nur den Elementen standhalten, sondern auch CO2 absorbieren, Sauerstoff produzieren und Luft filtern. Der atmende Ziegelstein ist keine Utopie mehr, sondern eine Technologie in der Entwicklung.
Ökologische Mauern gegen die Umweltverschmutzung
Das internationale Forschungsteam unter der Leitung von Carole Planchette, außerordentlicher Professor am Institut für Strömungsmechanik und Wärmeübertragung der TU Graz, revolutioniert das Konzept architektonischer Oberflächen. Das Ziel ist ehrgeizig: die inerten Oberflächen von Gebäuden in multifunktionale bioaktive Schichten.
Professor Planchette betont in einer Veröffentlichung Dies sei „ein riesiges Potenzial, das wir nutzen sollten. Mikrobiologische Gemeinschaften auf Dächern und Fassaden könnten zahlreiche Funktionen erfüllen, ohne ohnehin knappen unbebauten Raum zu beanspruchen.“ Mich fasziniert vor allem das Konzept: Anstatt neue grüne Strukturen in überfüllten Städten zu errichten, warum nicht bestehende Gebäude durch diese ökologischen Wände zum Leben erwecken?
Forscher haben hervorgehoben, dass in den nächsten 25 Jahren in der gesamten Europäischen Union Fassaden und Dächer renoviert oder von Grund auf neu gebaut werden eine Fläche von 9,4 Milliarden Quadratmetern. Eine riesige Chance, Technologien wie REMEDY zu implementieren.
So funktionieren „Lebende Tattoos“
Bei Architektur-Tattoos handelt es sich im Wesentlichen um speziell ausgewählte und konstruierte mikrobielle Gemeinschaften, die mithilfe der Tintenstrahldrucktechnologie direkt auf die Oberfläche von Gebäuden aufgebracht werden. Dort Nina Gunde-Cimerman, ein Mikrobiologe an der Universität Ljubljana, leitet die Bemühungen zur Identifizierung und Untersuchung von Mikroorganismen, von denen einige von Gebäudefassaden in der slowenischen Küstenstadt Izola isoliert wurden.
Diese Mikroorganismen werden nicht zufällig ausgewählt: Das Team entwickelt Konsortien zwischen den Arten, die stabile, widerstandsfähige Gemeinschaften bilden, die sich ideal für architektonische Anwendungen eignen. Dabei handelt es sich nicht nur um Dekorationen, sondern um Systeme, die Fassaden aktiv vor Witterungseinflüssen schützen, Kohlendioxid aus der Umwelt aufnehmen, Luftschadstoffe filtern und sogar Oberflächenschäden selbstständig reparieren.
Die technologische Herausforderung
Eine der größten Herausforderungen betrifft die Drucktechnologie für diese Öko-Wände. Die Mikroorganismen, die mehrere Mikrometer groß sind und dazu neigen, millimetergroße Klumpen zu bilden, sind zu groß für die herkömmliche Tintenstrahltechnologie, bei der typischerweise Partikel im Nanometerbereich versprüht werden.
Um diese Herausforderung zu meistern, hat sich Planchette mit dem slowakischen Tintenstrahlhersteller Qres Technologies und dem österreichischen Beschichtungsspezialisten Tiger Coatings zusammengetan, um die Technologie für den Druck mit lebenden Mikroorganismen anzupassen.
„REMEDYs Ziel ist es, einen Durchbruch in der Grundlagenforschung in der Mikrobiologie und synthetischen Biologie zu erzielen, Know-how in Form künstlich hergestellter lebender Materialien auf die Materialwissenschaft zu übertragen und kompatible Biofabrikationsprozesse zu entwickeln, die maßgeschneidertes Design im architektonischen Kontext ermöglichen“, sagte er. Anna Sandak, stellvertretender Direktor des InnoRenew CoE und Projektkoordinator.
Ökologische Wände, eine Zukunft zum Atmen
Der Ansatz von REMEDY ist Teil eines breiteren Trends zur Integration biologischer Elemente in die Architektur. In Mailand wurde beispielsweise Open 336 eingeweiht, ein Gebäude für CO2 aus der Luft binden, während die University of Surrey eine Lebende Farbe auf Basis von Cyanobakterien wodurch die Wände in „grüne Lungen“ verwandelt werden.
Planchette ist zuversichtlich, dass es dem Team bis zum Ende des Projekts gelingen wird, sowohl biokompatible Tinten als auch eine maßgeschneiderte Tintenstrahltechnologie zu entwickeln. Sie fügt hinzu, dass sie auch damit rechnet, Mikroorganismen zu identifizieren, die sowohl in der Tinte als auch unter den Belastungen des Druckprozesses überleben können.
In den nächsten Jahren könnten unsere Städte wirklich anfangen aufzuatmen. Und vielleicht sind es, während wir weiterhin die Umwelt verschmutzen, die Gebäude selbst, die uns vor uns selbst retten.
