Новый строительный материал на основе грибов способен к самовосстановлению
Исследователи из Университета Монтаны разработали инновационный строительный материал на основе грибов и бактерий, который обладает способностью «залечивать» повреждения. Это открытие может стать шагом к созданию самовосстанавливающихся конструкций.
Материал не только экологичнее традиционных аналогов, таких как бетон, но и преодолевает ключевые ограничения существующих биоматериалов, приближая их к практическому применению.
Хотя биооснованные строительные материалы уже существуют, до сих пор было сложно создать прочный и долговечный вариант с живыми микроорганизмами. Команда под руководством Итана Вайлса вдохновлялась использованием грибного мицелия в упаковке и изоляции. В результате исследований ученые выбрали нейроспору (плесень, используемую в хлебопечении) и бактерию Sporosarcina pasteurii. В сочетании эти организмы образуют минерализованную структуру, пригодную для строительства.
«Эти микроорганизмы безопасны для человека», — пояснила соавтор исследования Челси Хеверан. «S. pasteurii широко применяется в биоминерализации, а N. crassa давно изучается в микологии. Кроме того, оба организма способны к уреолизу, что делает их идеальными для создания каркасов материала».
Производство материала происходит при низких температурах, что значительно снижает выбросы CO₂ по сравнению с бетоном. Срок его хранения составляет не менее месяца — намного дольше, чем у большинства биоматериалов.
«Грибные каркасы позволяют контролировать внутреннюю структуру», — отметила Хеверан. «Пока мы создали геометрию, похожую на кортикальную кость, но в будущем возможно моделирование и других форм».
Интерес к «живым» материалам растет благодаря их потенциалу в области устойчивого развития. Хотя биоминерализованные материалы пока не могут полностью заменить бетон, их свойства продолжают улучшать.
Способность материала к самовосстановлению обеспечивается живыми бактериями, а грибковая основа остается активной даже после кристаллизации. Это открывает перспективы для ремонта конструкций в труднодоступных местах без участия человека.
Производство цемента ответственно за 8% глобальных выбросов CO₂, и замена его биоматериалами может значительно снизить нагрузку на экологию. Следующие шаги команды — повышение жизнеспособности микроорганизмов в материале и масштабирование технологии для коммерческого использования.
Исследование в журнале Cell Reports Physical Science.