Gondoliere in Wasserstraße in Venedig
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Zukunft Unternehmen Nachhaltigkeit

Living Bricks – Bauen mit Bakterien

Die Wissenschaftlerin und Experimental-Architektin Rachel Armstrong stellte sich die Frage: Könnte man Baumaterialien entwickeln, die sich selbst regenerieren und reparieren? Amstrong erdenkt experimentelle Architektur, die lebende Baumaterialien verwendet. Hoffnung für die Rettung gefährdeter Bauten oder ganzer Städte wie Venedig. Für die Jubiläumskommunikation der BSH Hausgeräte entstand das Porträt einer visionären Forscherin.

Rachel Armstrong stellt sich ein Haus der Zukunft aus unscheinbaren Klinkern vor, die es in sich haben: Sie sind lebendig. „Ein wenig zumindest“, wie sie sagt. Denn die Hohlräume der Ziegelsteine sind mit Mikroben und Algen gefüllt, die aus Sonnenlicht, Kohlendioxid und Grauwasser Nützliches erzeugen: Strom, sauberes Wasser, Sauerstoff und sogar Reinigungsmittel. „Bislang waren unsere Gebäude weitgehend passiv“, so Armstrong, Professorin für experimentelle Architektur an der Newcastle University. „Aber solche ‚lebendigen‘ Backsteine können das erstmals ändern, indem sie Abfallprodukte aktiv recyceln.“

Die Wasserstraßen Venedigs: Protozellen erzeugen ‚lebendigen‘ Biobeton an den Fundamenten.
Computer drawing by Christian Kerrigan

Ein kleines Stück ist sie dem Ziel bereits nähergekommen. Unterstützt mit 3,2 Millionen Euro von der Europäischen Union, entwickelt sie seit April 2016 mit Wissenschaftlern der University of the West of England, der italienischen Universität Trient, dem SMEs Explora Biotech in Venedig und der Liquefer.com in Venedig erste Prototypen der „Living Bricks“. Im Herbst desselben Jahres konnte das Team auf der Architektur-Biennale in Venedig bereits die ersten Prototypen des vitalen Baustoffs vorstellen.

Solch futuristischen Projekte sind Armstrongs Markenzeichen. Seit bald zehn Jahren arbeitet sie daran, Architektur komplett neu zu denken. Die Visionärin, die auch Medizin studiert hat, hat unter anderem Pläne, Venedig mit „Protozellen“ vor dem Versinken zu retten. Während die Natur andere Architekten inspiriert, organisch anmutende Gebäude zu entwerfen, arbeitet Armstrong daran, nachhaltige Gebäude zu bauen, die sich organisch mit ihrer Umwelt austauschen. Sie werden eigenständige Akteure, eingebettet in natürliche Prozesse. Das demonstrierten ihre „lebendigen“ Ziegelsteine auf der Biennale in Venedig.

‚Living Brick‘ prototype, 2016
Photograph courtesy of Rachel Armstrong for the Living Architecture project, which received funding from the EU’s H2020 Research and Innovation programme under Grant Agreement 686585

Von Hand wie typische venezianische Ziegel mit Hohlräumen hergestellt, ließ sie Armstrong mit Abwasser befüllen, dessen organische Anteile dann Mikroben abbauten. Dieser Prozess setzte negativ geladene Teilchen – Elektronen – frei und übertrug diese an eine positiv geladene Elektrode – und schon floss Strom. Ein wirkliches Kraftwerk waren diese Bio-Brennstoffzellen nicht – mehr als eine LED-Lampe ließ sich damit nicht zum Leuchten bringen. Aber sie belegen, dass die Idee im Prinzip funktioniert. Zudem reinigte der Versuchsaufbau Schmutzwasser. Die Arbeitsgruppe plant, zum Abschluss des Projekts im Jahr 2019 eine „Bioreaktor-Wand“ in einer Schule oder einem Krankenhaus zu installieren.

Bis zu diesem Projekt war es ein weiter Weg: Vor allem ein Aufenthalt als Medizinstudentin in einem Leprakrankenhaus und Rehazentrum am Stadtrand von Puna in Ostindien Anfang der 1990er-Jahre prägte Rachel Armstrongs Ideen der engen Beziehung zwischen unseren Körpern, Technologie und Umwelt. Dort erlebte sie, wie die Kranken ihre Umwelt, ihre Werkzeuge und selbst ihre eigenen Körper ihren Bedürfnissen anpassten. Es gab Prothesen aus Wachs, die ihre Nasen stabilisierten, Küchengeräte mit langen Stielen, die sie vor heißem Fett oder kochendem Wasser schützten, und schlichte Häuser, in denen alles Notwendige ebenerdig zu finden war. „Damals lernte ich“, sagt Armstrong, „dass Menschen ihre Welt umgestalten können, indem sie sich, ihre Erzeugnisse und die Umwelt stärker miteinander integrieren.“

Nachdem sie mehrere Jahre als Ärztin praktiziert und auch Multimediapräsentationen für Mediziner entwickelt hatte, entschied sie 2007, sich ganz der Architektur zu widmen. Der Anlass: Sie fand einen Weg, Bauten komplett neu zu denken. „Ich begegnete dem dänischen Chemiker Martin Hanczyc, einem Experten für sogenannte Protozellen“, sagt Armstrong. „Das eröffnete mir radikal neue Perspektiven.“ Denn die aus Fettsäuren aufgebauten, von Erbmaterial freien Bläschen können mit ihrer Umwelt unterschiedlich reagieren – etwa, indem sie im Wasser gelöstes Kohlendioxid in Kalkstein umwandeln.

‚Hanging Gardens of Medusa‘, 2015
Video still courtesy of Nebula Sciences in collaboration with Rachel Armstrong

Das erlaubte Armstrong, Hanczyc und dem Londoner Architekten Neil Spiller, das „Future Venice“-Projekt aus der Taufe zu heben. Das Ziel: die sinkende Stadt zu retten. Die Protozellen sollen so entworfen werden, dass sie sich in Venedigs Lagune und seinen Kanälen vom Licht weg hin zu dunklen Regionen bewegen. Dort, an den Holzpfählen der Fundamente der Stadt, können sie mithilfe von Kohlendioxid und Mineralien eine Art Riff ausbilden. „Die Technik könnte helfen, die Stadt zu stabilisieren“, sagt Armstrong, wobei sie zugesteht: „Um das Vorhaben zu verwirklichen, braucht es noch viel Entwicklungsarbeit – und Forschungsgelder.“ Der Plan ist keineswegs aus der Luft gegriffen. So arbeiten Forscher etwa auch an Mikroben, die Risse in Beton und im Gestein kitten.

Die „lebendigen Ziegel“ und die Protozellen stecken noch in den Kinderschuhen – genauer gesagt, im Labor. Aber Armstrong denkt längst darüber hinaus. Eine internationale Gruppe von Raumfahrtexperten erarbeitet unter dem Namen „Icarus Interstellar“ die technischen Voraussetzungen für ein Raumschiff, das in rund 100 Jahren zu einem nahe gelegenen Sternensystem fliegen soll.

In diesem Rahmen macht sich Armstrong Gedanken über das Innere des Gefährts, genauer „intelligente“ Böden, die in dem Raumschiff ein Ökosystem am Leben halten und sich für Landwirtschaft wie für Gebäude nutzen lassen. „Das mag wie Science-Fiction klingen“, sagt Armstrong. „Aber diese Fragen sind auch heute relevant: Es geht darum, ob wir mit unserer Umwelt nachhaltig leben können. ‚Living Bricks‘ und ‚intelligente Böden‘ sind ein erster Schritt in diese Richtung.“

Erstveröffentlichung: bsh-group.com/de, Februar 2017