Bot en eierschaal: de bouwmaterialen van de toekomst?

Staal en beton: het zijn de bouwmaterialen bij uitstek waarmee steden overal ter wereld zijn opgetrokken. Ze zijn sterk en duurzaam, maar tegelijk erg energieverslindend om te produceren. Samen zijn ze dan ook goed voor liefst een tiende van de wereldwijde uitstoot van CO.

Wetenschappers zijn zich sinds lang van dit probleem bewust en zoeken naar alternatieven. Meestal concentreren hun denkpistes zich op manieren om beton en staal op een meer duurzame manier te produceren of er minder van te gebruiken in de bouw.

Bio-ingenieur Michelle Oyen van de universiteit van Cambridge in het Verenigd Koninkrijk wil het roer radicaal omgooien en werkt aan een heel nieuw bouwmateriaal gebaseerd op bot en eierschaal.

Oyen is actief in het domein van de biomimetica, letterlijk het kopiëren van het leven. Met steun van het Amerikaanse leger heeft ze in het laboratorium kleine constructies van bot en eierschaal gemaakt. Die kunnen leiden tot medische implantaten, maar even goed kunnen die worden opgeschaald tot bouwmaterialen.

Net zoals bij echt bot en echte eierschaal, maakt ze de constructies met proteïnen en mineralen. In bot komen deze componenten ongeveer evenredig voor. Mineralen maken bot hard en stijf, proteïnen maken het stevig en verminderen de kans op breuken. Eierschaal bestaat voor 95 procent uit mineralen en 5 procent uit proteïnen. Toch is ook dit materiaal bijzonder sterk rekening houdend met het feit dat het erg dun is.

Concreet start Oyen de productie van kunstmatig bot en kunstmatige eierschaal met een raamwerk van collageen, een proteïne dat veelvuldig in de dierenwereld voorkomt. Daarop brengt ze minerale componenten aan. Op termijn hoopt ze de eigenschappen van zowel bot en eierschaal in een nieuw materiaal te combineren.

Een groot voordeel van deze techniek is dat het proces op kamertemperatuur kan plaatsvinden. Veel energie om het bot en de eierschaal te produceren is dan ook niet nodig. Net zoals natuurlijk bot zichzelf herstelt bij een breuk, hoopt Oyen dat ook het kunstmatige bot dat op termijn zal doen.

Toch zal het nog wel even duren vooraleer bouwvakkers huizen en wolkenkrabbers van kunstmatig bot en kunstmatige eierschaal maken. Zo zijn op dit moment componenten van dierlijke oorsprong nodig om deze materialen te produceren. Oyen hoopt een manier te vinden om synthetische proteïnen te gebruiken in plaats van natuurlijke.

Daarnaast vormt ook de manier waarop de bouwsector wereldwijd is georganiseerd een probleem. Die is helemaal gericht op constructies van beton en staal. Bouwen met kunstmatig bot betekent dat de bouwsector zichzelf helemaal moet heruitvinden.

Toch gelooft Oyen dat kunstmatig bot wel eens het bouwmateriaal van de toekomst kan zijn. Volgens haar kan het de uitstoot van CO in de bouwsector drastisch verminderen en zo leiden tot meer duurzame steden die in de toekomst de groeiende wereldbevolking zullen moeten opvangen.