Živi materijali od gljiva i bakterija mogli bi zameniti beton
Koristeći micelijum i pažljivo odabrane bakterije, naučnici iz SAD na putu su da stvore izdržljiv i dugotrajan građevinski materijal sa korisnim osobinama poput samoobnove.
Beton je veliki zagađivač i neminovno je da se u znatnoj količini mora zameniti. Ipak, to je težak problem za rešavanje, jer zahteva pronalaženje ekoloških materijala koji imaju dobru čvrstoću na pritisak i zahtevaju malo održavanja baš kao beton.
Zbog toga naučnici istražuju inženjerske žive materijale (Engineered Living Materials – ELM) koji kombinuju organizme poput bakterija sa neživim komponentama, pružajući jedinstvena svojstva uz strukturne prednosti i manje oslanjanje na cement kao vezivo.
Pročitajte još na Gradnja.rs:
Jedan materijal za dva velika izazova
Imajući ovo na umu, tim inženjera sa Univerziteta Montana Stejt u SAD-u razvio je građevinski materijal koristeći mrežu micelijuma (korenski sistem gljiva), zajedno sa pažljivo odabranim bakterijama. Ovaj hibridni materijal uspeva da reši dva velika izazova koji su do sada postojali u vezi da inženjerski živim materijalima.
Prvi problem je bio u tome što ELM-ovi obično opstaju samo nekoliko dana ili nedelja u nepovoljnim uslovima, nakon čega gube svoja jedinstvena svojstva. Drugi problem se javlja u vezi sa taloženjem minerala, poput kalcijum-karbonata, na micelijumske strukture, te je teško formirati adekvatnu unutrašnju geometriju koja je potrebna za snagu i izdržljivost materijala.
Naučnici su koristili gljivu N. crassa, poznatu po brzom rastu micelijuma i sposobnosti mikrobno izazvane karbonatne precipitacije (MICP), procesa koji može pretvoriti rastresiti pesak ili zemlju u čvrstu strukturu nalik cementu.
U materijal su takođe uneli i bakteriju S. pasteurii, poznatu po tome što može biomineralizacijom stvarati čvrste minerale.
Istraživači planiraju da pokušaju produžiti životni vek ovih ćelija i da pronađu načine za proizvodnju u velikim količinama.
„Otkrili smo da su micelijumske strukture veoma korisne za kontrolisanje unutrašnje arhitekture materijala. Kreirali smo unutrašnje geometrije nalik kortikalnoj kosti, a u budućnosti bismo mogli konstruisati i druge oblike“, rekla je Čelsi Heveran sa Univerziteta Montana Stejt .
Na osnovu onoga što je navela Heveran, znači da je moguće stvoriti strukturnu složenost unutar materijala radi veće čvrstoće i krutosti. Bitno je napomenuti i da je ovo je prvi put da je fungalni micelijum testiran kao osnova za biomineralizovane ELM-ove.
Tim je otkrio da su mikroorganizmi unutar micelijuma ostali živi i metabolički aktivni najmanje četiri nedelje, što je znatno duže nego kod mnogih drugih kandidata za ELM-ove, i potencijalno ključ za stvaranje izdržljivog i dugotrajnog građevinskog materijala sa korisnim osobinama poput samoobnove.
Istraživači planiraju da pokušaju produžiti životni vek ovih ćelija i da pronađu načine za proizvodnju u velikim količinama. Glavne prepreke na ovom putu su: trenutno veći trošak proizvodnje ELM-ova, dostupnost materijala na zahtev i njegova prilagodljivost različitim građevinskim projektima.
