Инженеры из университета Монтаны (США) представили новый строительный материал, который состоит из мицелия гриба Neurospora crassa и бактерий. Он быстро разрастается и помогает формировать прочные минеральные соединения, которые превращают рыхлый песок в устойчивую конструкцию.
Чтобы усилить эффект новой «живой» разработки, ученые добавили бактерию Sporosarcina pasteurii. Она известна своими способностями к минерализации — ее уже использовали для ремонта кирпичей, сделанных из лунного грунта, для использования на Луне, и асфальтовых выбоин здесь, на Земле. Это биоминерализующая бактерия, значит, она может создавать твердые минералы как аналог цемента.
Цемент — основной компонент бетона и один из главных виновников климатического кризиса. На его производство приходится около 8% всех выбросов углекислого газа в мире. Чтобы сократить влияние на экологию, ученые нашли альтернативу.
Одна из перспективных разработок — инженерные живые материалы. Это гибриды из живых организмов, например, бактерий или грибов, и неживых компонентов. В результате получаются материалы, способные к самовосстановлению и минерализации, но без участия цемента. В отличие от других подобных разработок, микроорганизмы внутри нового материала остаются живыми и активными не несколько дней, а минимум четыре недели. Это повышает шансы на создание самовосстанавливающихся конструкций.
Кроме того, мицелий позволил управлять внутренней структурой материала. Ученые смогли задать форму, напоминающую костную ткань — с микроканалами и сложной архитектурой, усиливающей прочность. В будущем, по словам доцента Челси Хеверан, они смогут моделировать и другие формы, подстраивая материал под разные задачи. Такой подход открывает путь к созданию биоматериалов, которые можно «выращивать» на месте строительства, снижая потребность в тяжелом оборудовании и перевозке.
Пока что проект находится на стадии лабораторных испытаний. Следующая цель — увеличить срок жизни клеток и наладить масштабное производство. Главные вызовы: снизить себестоимость и сделать материал удобным для хранения и транспортировки. Если ученые справятся, мы получим экологичную альтернативу бетону.