Bài viết
Gạch sinh học Biobricks là gì? Vật liệu xây dựng xanh của tương lai
Giới thiệu về gạch sinh học Biobricks
Trong bối cảnh biến đổi khí hậu và khủng hoảng môi trường ngày càng nghiêm trọng, ngành xây dựng buộc phải tìm kiếm những vật liệu mới vừa thân thiện với môi trường vừa đảm bảo hiệu quả sử dụng. Một trong những phát minh đáng chú ý chính là gạch sinh học Biobricks – loại gạch được sản xuất từ vi sinh vật và phế thải hữu cơ, thay thế cho gạch nung truyền thống.
Biobricks không chỉ góp phần giảm khí thải CO₂, tiết kiệm năng lượng mà còn mở ra kỷ nguyên mới cho vật liệu xây dựng xanh trong xu hướng đô thị bền vững. Vậy gạch sinh học Biobricks là gì, đặc điểm và tiềm năng ra sao? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết này.
Gạch sinh học Biobricks là gì?
Gạch sinh học Biobricks là loại gạch được sản xuất nhờ quá trình sinh học, sử dụng vi khuẩn urease để kết tủa canxi cacbonat (CaCO₃), liên kết các hạt cát hoặc phế thải thành một khối rắn chắc như gạch xây dựng.
Khác với gạch nung truyền thống phải đốt ở nhiệt độ hơn 1.000°C, Biobricks không cần nung mà được hình thành ở nhiệt độ thường, nhờ hoạt động sinh hóa tự nhiên. Chính vì vậy, Biobricks còn được gọi là “gạch sống” hoặc “gạch xanh”, mang tính cách mạng trong ngành vật liệu.
Quy trình sản xuất gạch sinh học Biobricks
Để hiểu rõ hơn, ta hãy xem chi tiết công nghệ tạo ra Biobricks:
- Chuẩn bị nguyên liệu
- Cát, đất hoặc bột đá nghiền mịn.
- Nguồn canxi (từ vôi, phế thải xây dựng hoặc nước giàu Ca²⁺).
- Vi khuẩn urease (thường là Sporosarcina pasteurii).
- Cấy vi khuẩn vào hỗn hợp
Vi khuẩn được trộn với cát và dung dịch ure, tạo môi trường phản ứng. - Phản ứng sinh học
Vi khuẩn phân hủy ure → tạo ra ion cacbonat (CO₃²⁻). Các ion này kết hợp với canxi để hình thành CaCO₃, hoạt động như “xi măng sinh học” kết dính các hạt cát lại. - Định hình và đông cứng
Hỗn hợp được đổ vào khuôn gạch, để trong vài ngày vi khuẩn hoạt động và tạo ra khối rắn chắc.
👉 Kết quả: Sau 5 – 7 ngày, ta thu được viên gạch có độ cứng tương đương gạch xây truyền thống nhưng không cần nung.
Đặc điểm nổi bật của gạch sinh học Biobricks
Biobricks được xem là một bước đột phá nhờ sở hữu nhiều tính chất khác biệt:
- Thân thiện với môi trường: Giảm 80–90% lượng CO₂ so với gạch nung.
- Tiết kiệm năng lượng: Không cần đốt lò, giảm chi phí nhiên liệu.
- Tái chế phế thải: Có thể tận dụng cát biển, tro bay, bột đá, phế thải công nghiệp.
- Độ bền cơ học cao: Nghiên cứu cho thấy Biobricks có độ chịu nén tương đương, thậm chí vượt gạch đất nung.
- Khả năng tùy biến: Có thể tạo hình linh hoạt, sản xuất theo khuôn dáng mong muốn.
- Tính cách mạng: Ứng dụng công nghệ vi sinh, mở ra xu hướng xây dựng kết hợp công nghệ sinh học.
So sánh gạch sinh học Biobricks và gạch nung truyền thống
| Tiêu chí | Gạch nung | Gạch sinh học Biobricks |
|---|---|---|
| Công nghệ sản xuất | Nung ở nhiệt độ cao | Phản ứng sinh học, không nung |
| Tác động môi trường | Phát thải CO₂ lớn | Hầu như không phát thải |
| Nguồn nguyên liệu | Đất sét, tài nguyên tự nhiên | Cát, phế thải, tro bay, vi khuẩn |
| Năng lượng tiêu thụ | Rất cao | Rất thấp |
| Thời gian sản xuất | Vài giờ nung | 5 – 7 ngày ủ sinh học |
| Chi phí đầu tư | Truyền thống, ổn định | Ban đầu cao do công nghệ mới |
| Tính bền vững | Hạn chế | Cao, thân thiện môi trường |
Ưu điểm của gạch sinh học Biobricks
- Bảo vệ môi trường:
Mỗi năm ngành gạch nung thải ra hàng triệu tấn CO₂. Biobricks giúp giảm gánh nặng này. - Tiết kiệm tài nguyên:
Không cần khai thác quá nhiều đất sét, hạn chế xói mòn và suy thoái đất. - Đa dạng ứng dụng:
Có thể sử dụng trong xây dựng nhà ở, công trình dân dụng, hạ tầng đô thị. - Giảm chi phí dài hạn:
Dù chi phí ban đầu cao, nhưng tiết kiệm năng lượng, giảm xử lý chất thải và bảo trì. - Công nghệ linh hoạt:
Có thể kết hợp với in 3D để sản xuất cấu kiện xây dựng theo yêu cầu.
Hạn chế của gạch sinh học Biobricks
- Chi phí sản xuất ban đầu cao: Do công nghệ vi sinh còn mới, chưa phổ biến.
- Thời gian sản xuất lâu hơn: 5 – 7 ngày mới cứng hoàn toàn, lâu hơn so với nung.
- Chưa phổ biến ở quy mô công nghiệp: Chủ yếu trong nghiên cứu và thử nghiệm.
- Điều kiện sản xuất phức tạp: Cần kiểm soát môi trường vi sinh chặt chẽ.
Ứng dụng của gạch sinh học Biobricks
- Xây dựng công trình dân dụng: Nhà ở, trường học, bệnh viện…
- Công trình xanh, đô thị bền vững: Các dự án cần chứng nhận LEED, Lotus.
- Hạ tầng giao thông: Lát vỉa hè, kè bờ sông, gạch lót công viên.
- Kiến trúc hiện đại: Kết hợp in 3D tạo hình khối nghệ thuật.
- Dự án môi trường: Tái sử dụng phế thải công nghiệp, giảm ô nhiễm.
Xu hướng phát triển gạch sinh học Biobricks trên thế giới
Hiện nay, nhiều quốc gia đã thử nghiệm và ứng dụng Biobricks:
- Mỹ: Đại học North Carolina và các startup khởi xướng công nghệ.
- Nam Phi: Dự án gạch sinh học từ nước tiểu người, gây ấn tượng toàn cầu.
- Châu Âu: Các chương trình EU tài trợ nghiên cứu vật liệu sinh học.
- Châu Á: Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ bắt đầu ứng dụng thử nghiệm trong đô thị xanh.
👉 Dự báo trong 10 – 15 năm tới, Biobricks có thể thay thế 30–40% gạch nung trong các đô thị lớn.
Tiềm năng phát triển gạch sinh học Biobricks tại Việt Nam
Việt Nam là quốc gia xây dựng phát triển mạnh, tiêu thụ hàng tỷ viên gạch mỗi năm. Việc áp dụng Biobricks có nhiều lợi ích:
- Giảm ô nhiễm không khí do lò gạch thủ công.
- Tận dụng tro bay, xỉ than từ các nhà máy nhiệt điện.
- Hỗ trợ mục tiêu giảm phát thải carbon đến năm 2050.
- Tạo cơ hội cho các doanh nghiệp khởi nghiệp trong lĩnh vực vật liệu xây dựng xanh.
Kết luận
Gạch sinh học Biobricks là một trong những giải pháp đột phá trong xu hướng vật liệu xây dựng xanh, giúp giảm ô nhiễm, tiết kiệm năng lượng và tận dụng phế thải. Dù còn hạn chế về chi phí và quy mô sản xuất, nhưng tiềm năng ứng dụng của Biobricks trong tương lai là rất lớn.
Trong bối cảnh ngành xây dựng Việt Nam đang tìm kiếm hướng đi bền vững, Biobricks có thể trở thành một trong những lựa chọn chiến lược, thay thế gạch nung truyền thống, góp phần kiến tạo thành phố xanh – công trình xanh – cuộc sống xanh.