Νέο «τσιμέντο» από μύκητες και βακτήρια υπόσχεται επανάσταση στα δομικά υλικά

Σε νέα μελέτη που δημοσιεύεται στο Cell Reports Physical Science αναφέρεται ότι μηχανικοί από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Μοντάνα ανέπτυξαν ένα νέο είδος δομικού υλικού χρησιμοποιώντας το δίκτυο των υφών (κυτταρικών σχηματισμών) ενός μύκητα και ειδικά επιλεγμένα βακτήρια.

Ένα υλικό που «ζει» και επισκευάζεται μόνο του

Αυτό το είδος υλικού αποτελεί σαφή βελτίωση σε σχέση με τα συμβατικά δομικά υλικά από ζωντανούς οργανισμούς. Καταρχάς, επιβιώνει πολύ περισσότερο από μερικές μέρες ή εβδομάδες χωρίς να χάνει τις ιδιότητές του. Δεύτερον, η εναπόθεση των ουσιών που σχηματίζουν το δομικό υλικό μπορεί να ελεγχθεί, ώστε να προκύψει η εσωτερική γεωμετρία που καθιστά το υλικό σταθερό και ανθεκτικό.

Μύκητες και βακτήρια συνεργάζονται για ένα νέο υλικό

Όπως διαβάζουμε στο newatlas.com, οι ερευνητές πειραματίστηκαν με τον μύκητα N. crassa, ο οποίος παρουσιάζει πολύ γρήγορη αύξηση και μια ιδιότητα που ονομάζεται Μικροβιακά Επαγόμενη Κατακρήμνιση Ανθρακικού Άλατος. Η τελευταία μπορεί να μετατρέψει την άμμο ή το χαλαρό έδαφος σε ένα υλικό ισχυρό σαν τσιμέντο. Στη διαδικασία χρησιμοποιήθηκε και το βακτήριο S. pasteurii, το οποίο δημιουργεί ισχυρά ορυκτά και έχει δοκιμαστεί με επιτυχία σε διαστημικές εφαρμογές της NASA.

Η επιλογή του συγκεκριμένου μύκητα επέτρεψε την ανάπτυξη ενός υλικού με μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, τόσο ως προς την εναπόθεση ανθρακικού άλατος όσο και ως προς τη δημιουργία ισχυρότερου υλικού με την επίδραση του βακτηρίου. Οι επικεφαλής της μελέτης αναφέρουν ότι οι μυκητιακές «σκαλωσιές» είναι πολύ χρήσιμες για τον έλεγχο της αρχιτεκτονικής του υλικού και την κατασκευή γεωμετρικών δομών που μοιάζουν με τον φλοιό των οστών. Σε βάθος χρόνου, θα μπορούν να σχηματίσουν και άλλες δομές, επιτυγχάνοντας την απαιτούμενη πολυπλοκότητα για αυξημένη αντοχή και σκληρότητα.

Οι μικροοργανισμοί στη «σκαλωσιά» παρέμειναν μεταβολικά ενεργοί για τέσσερις εβδομάδες, πολύ περισσότερο δηλαδή από άλλα παρόμοια υλικά, και αυτό είναι το κλειδί για τη δημιουργία δομικών υλικών με δυνατότητες αυτοεπισκευής. Σε επόμενο στάδιο, σκοπεύουν να βελτιώσουν την επιβίωση των κυττάρων και να πολλαπλασιάσουν την κλίμακα παραγωγής τους.

Το μέλλον των κατασκευών χωρίς εκπομπές CO₂

Το γεγονός ότι οι επιστήμονες είναι κοντά στη δημιουργία τέτοιων σύνθετων υλικών γεννά αισιοδοξία και για την αντιμετώπιση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα (το 8% ετησίως προέρχεται από την παραγωγή τσιμέντου). Το βασικό πρόβλημα αυτών των υλικών δεν είναι άλλο από το κόστος, αλλά αυτό αναμένεται να επιλυθεί με την αύξηση της κλίμακας παραγωγής, ενώ δεν αποκλείονται και άλλες πιο επικερδείς εφαρμογές.