UpTiles

Biomineralized tiles with unique patterns from brick and other waste

Bei Uptiles entstehen gemusterte Fliesen durch eine dreiteilige Schablone, deren Elemente übereinanderliegen und sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen. So erhält jede Fliese ein einzigartiges Muster, das sich erst nach 10.000 Stück wiederholt. Die Farben entstehen nicht durch Pigmente, sondern durch verschiedenfarbige mineralische Abfälle wie Ziegel, alte Fliesen oder Putzreste. Die Fliesen werden mittels Biomineralisierung verfestigt: Dabei bildet die Bakterienart Sporosarcina pasteurii ementstrukturen. Zur Nährstoffversorgung dienen Laktose-Mutterlauge – ein Nebenprodukt der Käseherstellung – sowie Urea. Letzteres kann entweder energieaufwendig synthetisiert oder nachhaltig durch Urin ersetzt werden.

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UpTiles sind Fliesen aus mineralischen Abfällen wie alten Ziegeln, zerbrochenen Fliesen oder Gipsresten – Materialien, die nahezu überall an Recyclinghöfen lokal verfügbar sind. Diese Materialien werden zerkleinert, gesiebt und nach Korngröße sortiert. Die Partikelgröße spielt eine entscheidende Rolle im biologischen Verfestigungsprozess: Sind die Partikel zu fein, werden sie ausgespült; sind sie zu grob, verhindern sie eine effektive Anlagerung der Bakterien.

Die natürliche Farbe dieser mineralischen Rückstände ersetzt den Einsatz synthetischer Pigmente. Dadurch entstehen regional spezifische Farbpaletten, die den Ursprung der Materialien sichtbar machen – jede Charge trägt die Identität ihrer Herkunft.

Die Oberflächenmuster der Fliesen entstehen durch ein mechanisches Schablonensystem aus drei übereinanderliegenden Schichten. Jede Schicht rotiert mit einer anderen Geschwindigkeit und erzeugt dabei fließende, organische, nichtlineare Muster. Das System ist so konzipiert, dass sich ein Muster erst nach etwa 11.900 Umdrehungen wiederholt – dadurch entsteht eine beeindruckende Vielfalt an einzigartigen Designs ohne exakte Wiederholung.

Nach dem Formen der Fliesen beginnt der biologische Härtungsprozess. Die rohen Fliesen werden mit einer Lösung besprüht, die das ureaseproduzierende Bakterium Sporosarcina pasteurii enthält. Dieses Bakterium spaltet Harnstoff in Ammoniak und Kohlendioxid, was den pH-Wert erhöht und zur Ausfällung von Calciumcarbonat (CaCO₃) führt. Der entstehende Calcit lagert sich an und zwischen den Partikeln ab und verfestigt so die Struktur der Fliese.

Die für diesen Prozess benötigten Nährstoffe stammen nicht aus industrieller Produktion, sondern aus bestehenden Abfallströmen – etwa Laktose-Mutterlauge, einem Nebenprodukt der Käseherstellung, sowie aufbereiteter Urin als Harnstoffquelle. Der Einsatz von Urin ist besonders nachhaltig, allerdings muss er frisch oder gekühlt sein, da sich Harnstoff schnell zersetzt.

Die Mineralisierung erfolgt über mehrere Wochen hinweg in speziellen Kammern. Diese bieten stabile, kontrollierte Bedingungen für das Wachstum. Automatisierte Sprühsysteme und kontinuierliche Temperaturregelung sorgen dafür, dass sich die neu entstehenden mineralischen Strukturen ungestört entwickeln können.