"Beton", który sam się naprawi

Na łamach pisma "Cell Reports" naukowcy z Montana State University (USA) przedstawili nietypowy materiał budowlany, który zawiera przypominającą sieć korzeni grzybnię oraz bakterie. Jak podkreślają, jest on zdolny do samodzielnej naprawy i może kiedyś stać się sprzyjającą środowisku alternatywą dla związanych z wysoką emisją CO2 materiałów, takich jak beton.

"Materiały biomineralizowane nie mają wystarczającej wytrzymałości, aby zastąpić beton we wszystkich zastosowaniach, ale my i inne zespoły pracujemy nad poprawą ich właściwości, aby mogły być coraz szerzej wykorzystywane" - mówi współautorka publikacji, dr Chelsea Heveran.

Na razie badacze pokazali, że nowy materiał działa przynajmniej przez miesiąc, ale są dobrej myśli. "To ekscytujące, ponieważ chcielibyśmy, aby komórki mogły pełnić różnorodne funkcje" - mówi ekspertka.

Naukowcy wyjaśniają, że żyjące w materiale bakterie są w stanie pełnić kilka użytecznych funkcji, w tym naprawiać uszkodzenia czy usuwać zanieczyszczenia. Materiały wytworzone z martwych biologicznych organizmów zaczynają wchodzić na rynek, ale te stworzone z organizmów, które są nadal żywe, okazały się trudne do udoskonalenia. Przyczyną jest przede wszystkim ich krótki czas trwałości oraz brak pożądanej, skomplikowanej struktury wewnętrznej. Aby temu zaradzić, naukowcy postanowił wykorzystać grzybnię jako rusztowanie dla swojego materiału. Zainspirowało ich znane już wykorzystanie grzybni jako rusztowania do materiałów opakowaniowych i izolacyjnych.

Naukowcy, pracując z gatunkiem grzyba Neurospora crassa, odkryli, że może on być użyty do tworzenia materiałów o różnorodnych, skomplikowanych strukturach. "Nauczyliśmy się, że grzybnie są bardzo przydatne do kontrolowania wewnętrznej architektury materiału. Stworzyliśmy wewnętrzną geometrię, która przypominała zbitą tkankę kostną, ale w przyszłości moglibyśmy również stworzyć inne struktury" - mówi dr Heveran.

Badacze mają nadzieję, że ich wynalazek pomoże zastąpić materiały budowlane o dużym śladzie węglowym, takie jak cement, który odpowiada za około 8 proc. całkowitej emisji dwutlenku węgla pochodzącej z działalności ludzkiej.

Kolejnym krokiem prac będzie natomiast dalsza optymalizacja materiałów - wydłużeniem życia komórek i opracowaniem efektywnej metody ich produkcji na większą skalę.

Marek Matacz