$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
בטון הוא חומר הבנייה העיקרי לפרויקטי בנייה ברחבי העולם 1,2. מחקר אחד מצא כי מלט הוא החומר השני הנצרך ביותר בעולם,אחרי מים בלבד. כמעט 4.1 מיליארד טון מלט מיוצרים מדי שנה 4,5. ייצור, עיבוד ויישום מסורתיים של מלט מביאים לכמעט 8% מפליטות ה-CO2 העולמיות מדי שנה6. בשל הביקוש הרב וההשפעות המזיקות של ייצור מלט מסורתי, שיטה חדשה ניטרלית פחמן למלט היא בראש סדר העדיפויות של יעדי הקיימות העולמיים 7,8,9,10.
ביו-צמנטציה היא תהליך של שימוש במיקרואורגניזמים לייצור מלט, דבק או חומר שניתן להשתמש בו ליצירת משטח או מבנה מוצק 1,11. תהליך הביו-צמנטציה המוגדר ביותר כולל שימוש בחיידקים אוראוליטיים כדי לזרז סידן פחמתי, תוך קישור חלקיקים יחד לחומר מלט מוקשה12,13.
כאשר בוחנים אלטרנטיבה ידידותית לסביבה למלט מסורתי, החלופה חייבת לעמוד גם בציפיות החוזק למלט. בדיקת הדחיסה הבלתי מוגבלת היא מדידה אנליטית המשמשת לקביעת חוזק הגזירה של סלע, חומר בניין או דגימת אדמה14. לבדיקת גזירה יעילה, יש להכין את הדגימה על פי תקני התעשייה, הכוללים יחס קוטר לגובה של 1:2 וצורה גלילית15. תבנית מודפסת בתלת מימד בהתאמה אישית נוצרה כדי לעמוד בתקנים אלה ולהגביר את היעילות בביצוע פרוטוקול MICP. תבניות מעוצבות בהתאמה אישית אלה מאפשרות יישום זרימה וניקוז של טיפולי MICP עוקבים. ניתן ליישם בקלות תרבית חיידקים ותמיסת מלט על המאגר העליון, אשר לאחר מכן עובר דרך התבנית ועובר דרך פתח מרופד רשת בבסיס התבנית. התבניות נועדו לנוח על גבי או מיכל איסוף פסולת אחר. התבנית מפוצלת לשניים אנכית כדי לאפשר פירוק קל של הלבנים המלטות. הוא מוחזק יחד על ידי שמונה מגנטים המוצמדים למסגרת התבנית ואטומים באפוקסי כדי למנוע נזק למגנטים מחשיפה לתמיסות MICP. שני החצאים מכילים גם חריץ משובץ להצבת אטם גומי, המסייע לאטום את התבנית ולמנוע דליפה. בחלק הפנימי של התבנית הגלילית יש חריץ המציין את מפלס המילוי של חול/אדמה לייצור לבנה בגובה 3 סנטימטרים; החלל שמעל החריץ הזה נועד לשמש כמאגר ליישום פתרונות טיפול. חתיכת רשת תיל המונחת מעל הפתח התחתון בחלק הפנימי של התבנית, כאשר היא נבנית, מונעת מהחול או האדמה ליפול דרך תחתית התבנית. בנוסף, פיסת רשת תיל מונחת על החלק העליון של החול או האדמה כדי לסייע בפיזור שווה של התמיסות המיושמות ולהבטיח שללבנה שנוצרת יש חלק עליון אחיד ללא רכסים חדים, מה שעלול להשפיע על תוצאות בדיקת הדחיסה הבלתי מוגבלת.
התבניות תוכננו באמצעות תוכנת תכנון בעזרת מחשב (CAD), וקובץ STL (קובץ משלים 1 וקובץ משלים 2) נוצר מקובץ ה-CAD (קובץ משלים 3 וקובץ משלים 4). קובץ STL זה הועלה לתוכנית מדפסת התלת מימד והודפס לאחר מכן. לאחר הדפסת התבניות, נעשה שימוש במערכת סילון מים כדי להסיר את חומר התמיכה שנוצר ממדפסת התלת מימד, והשאיר את המבנה הסופי המודפס בתלת מימד. כמו כן נכלל הקובץ להדפסת מכשיר הידוק המסייע בדחיסת החול/אדמה בתבנית ויצירת משטח עליון ישר.