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对于细菌在生活中的用处，大家最容易想到的是制酸奶、做泡菜、酿醋等常见的用途。但是，作为自然界中分布最广、个体数量最多的菌菌们，你们以为他们就只这点雕虫小技！！！细菌宝宝们表示是不服气的。
除了制作美味的食品这些基本技能，其实它们还能 修复墙壁裂缝 的！从此自家的房子就算有了裂缝了，也不用可怜巴巴找物业蜀黍来帮忙修补，自己就能愈合了。啊哈哈哈哈~~想想有些小激动呢！
咱们知道，绝大部分建筑物比如房屋、桥梁等，都是以混凝土为材料，物实价廉不说，强硬又抗压。但是，耐久性再强，在岁月的洗礼中或者渣渣工程的潜规则施工下，混凝土表面和内部会仍会产生裂缝。
常见的裂缝修补 方法有沿裂缝嵌入修补材料的填充法，也有将材料制成液体用设备灌入裂缝的化学灌浆法。这些方法不仅需要大量的人力物力，而且对所需填补裂缝的宽度和深度也有限制，如填充法适合补宽度大于5mm、深度浅的裂缝；化学灌浆法适合灌注较深的裂缝。但对于肉眼可见、宽度深度又很低调的裂缝，如果用普通的方法，岂不是非要等到裂缝“长大”到一定的时候才能动手？！！OMG~~接受唔到！
恰巧，某年，科学家们发现了自然界中，有些微生物能在细胞内部或外部利用钙离子生成一些相对不溶的化合物(多糖、各种聚合物、CaCO3、磷钙土、硅石等一些有机或无机化合物矿质晶体，)，能够填塞或黏结岩石中的小孔洞或裂缝。而容易产生裂缝的混凝土可以提供钙。于是迷之一般的将这两者联想到一起，用这些特殊的 具有矿化能力的细菌来修复裂缝，绿色环保无污染还省力 。简直不要太完美~
研究发现，能够进行裂缝修复的细菌在一定的物理、化学条件下，可通过影响或控制无机环境中的离子，在细胞外或细胞内将它们转变为固体无机矿物。强行用下面化学方程式粗暴的表示：
专业版解释 ：厌氧细菌通过脲酶水解尿素经过一系列反应生成碳酸钙沉淀，在细胞内尿素通过酶的一系列新陈代谢反应水解成氨和碳酸，伴随着碳酸盐平衡的转变(CO2到HCO3?和 CO32-)，混凝土中的钙离子与碳酸根离子发生反应，从而在细胞表面形成不溶性的碳酸钙沉积物。
好氧细菌则是通过有氧呼吸代谢底物产生CO2，与溶液中的OH–反应生成HCO3–，然后在碱性条件下与水泥浆中的Ca2+继续反应生成CaCO3晶体。
说人话版： 当混凝土出现裂缝时，细菌产生的二氧化碳和混凝土中钙离子的反应，产生大量的碳酸钙沉淀，进而填补裂缝，起到修补裂缝的作用。
版：
当然，用细菌修复裂缝并不是说当裂缝出现了，咱傲娇地撒一把细菌上去，然后就翘着腿、吃着点心、吹着风坐等裂缝自己愈合。（咱这不是科幻片好伐~）正确的姿势是在初始制作的时候，把细菌和各种原料一起混合做成混凝土，让细菌均匀分布在混凝土中，这样当混凝土裂了时，哪里有缝补哪里~~
这时有小伙伴不服了，制作混凝土辣么剧烈的运动，辣么复杂的环境，直接放细菌进去，能活得了？不要欺负我读书少！是的，当然不是直接把细菌放进去，是把 细菌芽孢与一些营养物质用特殊的材料包裹成形混入混凝土中 。芽孢是细菌在恶劣条件下形成的一个圆形或椭圆形，厚壁，含水量低，抗逆性强的休眠体，这样当有裂缝出现时，空气中的水分等进入裂缝，环境中碱性减低，生存环境变好，芽孢开始苏醒，生成碳酸钙，填补裂缝。
就目前而言， 并不是所有的细菌都能够用来修复裂缝 。首先，它需要 有生物成矿的能力 ，能形成碳酸钙；其次，在极坏的条件下，它要能产生芽孢 抵抗环境威胁 ；再者，如果沿海边的桥梁有裂缝，因混凝土是强碱性的，还要能 在碱性环境中生存 。突然感觉想要做一个合格的修复裂缝的菌宝宝，不容易！目前，研究者们已经发现有许多种细菌有生物成矿的能力，比如巴氏芽孢杆菌( Bacillus Pasteurii )、球形芽孢杆菌( Bacillus sphaericus )、希瓦氏菌( Shewanella sp. )等， 这些都为研究应用提供了更多的可能。
现阶段研究中，细菌形成碳酸钙的时间短的需要3天，长的可达28天， 不同类型的细菌应对营养物质的代谢能力各不相同，在碳酸钙形成和混凝土修复效果方面也会有所差异 。而且考虑到混凝土给微生物提供的环境（碱性）、混凝土使用年限、微生物的寿命等等一系列问题，需要综合考虑因素还有很多很多。比如：
1. 细菌与混凝土的兼容性。加入细菌进去后要没有副作用，不能影响混凝土的硬度、强度等；
2. 细菌要能活得久，至少50年。因为混凝土结构建筑的使用年限一般为50年；
3. 在修复的过程中，细菌和营养不被完全消耗，能持续修复；
4. 经济实惠。虽然已经发现满足成矿要求的微生物，但在真正将此运用于工业混凝土裂缝修复以及对混凝土性能的影响等方面还有待研究。
虽然咱家房子的裂缝一时半会儿还不能自己愈合，但是等这些问题都解决了，那肯定就妥妥的了~~未来值得期待，哈哈哈哈……
参考文献：
1、George R P. Current understanding and future approaches for controlling microbially influenced concrete corrosion: a review[J]. Concrete research letters, 2012, 3(3).
2、Van Tittelboom K, De Belie N. Self-healing in cementitious materials—A review[J]. Materials, 2013, 6(6): 2182-2217.
3、Sierra-Beltran M G, Jonkers H M, Schlangen E. Characterization of sustainable bio-based mortar for concrete repair[J]. Construction and Building materials, 2014, 67: 344-352.
4、Dick J, De Windt W, De Graef B, Saveyn H, Van der Meeren P, De Belie N, Verstraete W. Bio-deposition of a calcium carbonate layer on degraded limestone by Bacillus species[J]. Biodegradation, 2006, 17(4): 357-367.
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10、Rao M V S, Reddy V S, Hafsa M, et al. Bioengineered concrete: Asustainable self-healing construction material[J]. Res J Eng Sci, 2013, 2:45-51.
科普类说明文
绝妙的错误
[美]刘易斯·托马斯
大自然迄今取得的唯一最伟大的成就，当然要数 DNA 分子的发明。我们从一开始就有了它。它装在第 一个细胞之中，那个细胞带着膜和其他东西，在大约 30 亿年前这个行星渐渐冷却时出现在某个地方的浓 汤似的水中。今天贯穿地球上所有细胞的 DNA，只不过是那第一个 DNA 扩展和惨淡经营的结果。从某种本 质意义上说，我们不能声称自己取得了什么进步，因为生长和繁衍的技术基本没有变。
可是，我们在其他方面却取得了进步。尽管今天再来谈论进化方面的进步已经不时髦了，因为如果你 用那个词去指称任何类似改进的东西，会隐含某种让科学无能为力的价值判断，可我还是想不出一个更好 的术语来描述已经发生的事情。毕竟，从一个仅仅拥有一种原始微生物细胞的生命系统中一路走来，从沼 地藻丛的无色生涯中脱颖而出，演进到今天我们周围所见的：—切——巴黎城，依阿华州，剑桥大学…… 我后院里的马栗树，还有脊椎动物大脑皮层模块中那一排排的神经原——从那一个古老的分子至今，我们 真的已经走得很远了。
我们绝不可能通过人类智慧做到这一点。即使有分子生物学家从一开始就乘卫星飞来，带着实验室等 等一切，从另外某个大阳系来到这里，也是白搭；没错!我们进化出了科学家，因此知道了许多关于 DNA 的事，但假如我们这种心智遇到挑战，要我们从零开始，设计一个类似的会繁殖的分子，我们是绝不会成 功的。我们会犯一个致命的错误：我们设计的分子会过于完美。假以时日，我们终于会想出怎样做这事， 核苷酸啦，酶啦等等一切，做成完美无瑕的一模一样的复本，可我们怎么 想也不会想到，那玩意儿还必须 能出差错。
能够稍微有些失误，乃是 DNA 的真正奇迹。没有这个特有的品性，我们将至今还只是厌气菌，也绝不 会有音乐。一个个地加以单独观察，把我们一路带过来的每一个突变，都是某种随机的全然自发的意外。 然而，突变的发生又绝不是意外，因为 DNA 分子从一开始就命中注定要犯些小小的错误。 假如由我们来干这事，我们会寻求某种途径去改正这些错误，那样，进化就会半路停止了。试想，一 些科学家正在专注地从事于繁殖丈本完全正确的、像细菌一样的无核原生细胞，而有核细胞却突然出现， 那时，他们会怎样地惊慌失措。 我们讲，犯错误的是人，可我们并不怎么喜欢这个想法。而让我们去接受这样一个事实——犯错误也 是所有生物的本性，那就更难了。我们更喜欢立场坚定，确保不变。可事情还是这样的：我们来到这儿， 就是由于纯粹的机遇，也可以说是由于错误。在进化路上的某处，核苷酸旁移，让进了新成员；也可能还 有病毒迁移进来，随身带来一些小小的异己的基因组；还有来自太阳或外层空间的辐射在分子中引起了小 小的裂缝，于是就孕育出人类。
不管怎样，只要 DNA 分子有这种根本的不稳定性，事情的结果大概只能如此。说到底，假如你有个机 制， 按其设计是用来不断改变生活方式的； 假如所有新的形式都必须像它们先前那样互相适配， 结成一体；假如每一个即兴生成的、能对个体进行修饰润色的新基因，很有可能为这一物种所选择；假如你也有足够 的时间，那么，这个系统注定要迟早发育出大脑，还有知觉。 生物学实在需要有一个比“错误”更好的词来指称这种进化的推动力。或者， “错误”一词也毕竟用 得。只要你记住，它来自一个古老的词根，那词根意为四处游荡，寻寻觅觅。
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