Frau Dr.-ing. Dorina Strieth erhält eine Förderung vom TU-Nachwuchsring zur Optimierung der Druckfestigkeit von biologisch hergestelltem Sandstein.

Mit über 10 km³ pro Jahr ist Beton das am meisten verwendete Baumaterial. Ein Hauptbestandteil von Beton ist Zement, der aus Kalkstein hergestellt wird. Bei diesem Prozess werden hohe Temperaturen von 1450 °C eingesetzt. Die für diesen Prozess anfallende Energie hat einen Anteil von etwa 2,6 % des globalen Energiebedarfs und ist für etwa 8,6 % des anthropogenen CO₂ Ausstoßes verantwortlich. Die mikrobiologisch induzierte Calciumcarbonatfällung (MICP) ist ein Prozess, bei dem Calciumcarbonat durch mikrobiologische Aktivität erzeugt wird. Wird Calciumcarbonat in den Hohlräumen zwischen mineralischen Partikeln, beispielsweise Sand, ausgefällt werden diese verbunden und das Material somit verfestigt. Die optimalen Temperaturen für MICP sind mit 20-50 °C niedriger als die Temperaturen zur Herstellung von Zement. Aus diesem Grund hat MICP das Potenzial, Baumaterial zu produzieren, das einen geringeren Energiebedarf als Beton hat. Frühere Studien zeigten, dass MICP in der Lage ist, die Festigkeit von Baumaterialien wie Sandstein und Zementmörtel zu verbessern, Risse in diesen Materialien zu reparieren und neuartige Baumaterialien herzustellen. MICP beruht meistens auf der ureolytischen Hydrolyse von Harnstoff. Dabei werden eine Zellsuspension gefolgt von einer Lösung aus Calciumchlorid und Harnstoff auf den Sand aufgegeben. Durch die Stoffwechselaktivität der Mikroorganismen wird Calciumcarbonat ausgefällt. Die Calciumcarbonatkristalle (Calcit) entstehen bevorzugt um die Zellen und verbinden so die einzelnen Sandkörner miteinander. Einige Studien haben den Prozess der ureolytischen MICP bereits untersucht. Dabei wurde unter anderem der Einfluss der Kultivierungsbedingungen, Medienzusammensetzungen, die Art der Mikroorganismen und die Temperatur während der MICP auf verschiedene Parameter, wie die Größe der gebildeten Calciumcarbonatkristalle, die Ureaseaktivität und die Calciumcarbonatfällungsrate betrachtet. Wenige Studien haben jedoch bisher den Einfluss der Parameter bei der MICP auf die Druckfestigkeit von Biosandstein untersucht. Eine hohe Druckfestigkeit ist notwendig, damit durch MICP verfestigter Sand mit klassischen Baustoffen, wie Beton und Sandstein, konkurrieren kann. Am Lehrstuhl für BioVT wurde in einer Studie die Verfestigung von Sand mittels des ureolytischen Organismus Sporosarcina pasteurii untersucht und im Hinblick auf die Druckfestigkeit optimiert. Dabei konnte im Vergleich mit einer häufig in der Literatur verwendeten Methode die Druckfestigkeit um 144,1 % erhöht werden. Diese Erhöhung der Druckfestigkeit wurde durch einen um 49,2 und 39,1 % gesteigerte Konzentration von Urea und Calciumchlorid erzielt. Mit maximal 1,410 ± 0,5 MPa erreichen die Biosandsteine eine ähnliche Druckfestigkeit wie die „Nottingham Castle Sandstone Formation“ (1,53 MPa), welche als sehr schwache Sandsteinsorte zählt. Ab einer Druckfestigkeit unter 25 MPa zählen Sandsteine als schwache Sandsteine. Die Druckfestigkeit von Sandstein soll im beantragen Prozess optimiert werden.