Будівлі завтрашнього дня: науковці розробили біологічний будівельний матеріал на основі грибів | УНН

Команда університету в Монтані розробила матеріал на основі міцелію, який слугує основою для самовідновлювальних конструкцій. Вже через 5-10 років може з'явитися можливість зведення "грибних будівель".

Ідея проживання в оселі, виготовленій із грибів та бактерій, може здатися елементом науково-фантастичної стрічки. Проте нещодавнє дослідження показує, що вчені вже зробили суттєвий крок до втілення цієї концепції в життя. Вони стверджують, що створення "грибних будинків" може стати реальністю протягом наступних п'яти-десяти років.

Цю інформацію передає УНН, посилаючись на CNN.

Університетська команда з Монтани виростила щільні, пористі структури з міцелію - грибкового матеріалу, що формує підземну мережу, подібну до кореневої системи. Цей міцелій виступає каркасом для створення живого, здатного до самовідновлення будівельного матеріалу.

Хоча до повного впровадження таких матеріалів у несучі конструкції ще потрібно багато часу, це відкриття демонструє значний потенціал як екологічна заміна цементу, який є основним елементом бетону.

За словами Челсі Хеверан, провідної авторки дослідження, опублікованого 16 квітня в журналі Cell Reports Physical Science, це крок у напрямку зменшення шкідливого впливу будівництва на довкілля.

Цементна промисловість щорічно виробляє понад 4 млрд тонн продукції, що становить близько 8% усіх глобальних викидів вуглецю.

Ми задумалися над питанням: а що, якби ми спробували підійти до цього з іншого боку - через призму біології?

У ході дослідження група вчених впровадила бактерії, які здатні синтезувати карбонат кальцію — з'єднання, що присутнє в коралах, яєчних шкаралупах та вапняку — у матрицю міцелію. Завдяки процесу біомінералізації цей елемент зміг зміцнити гнучкий грибковий каркас, перетворюючи його на міцну субстанцію, яка нагадує кістку.

Ми не є першими, хто звернувся до біомінералізації для створення будівельних матеріалів. Проте, щоб забезпечити тривале збереження бактерій, необхідно вирішити кілька складних завдань. У цьому контексті міцелій виявляється відмінним рішенням — він має високу міцність і в природних умовах здатен самостійно здійснювати біомінералізацію.

Наукова команда проводила дослідження з грибом Neurospora crassa, який має здатність до самостійної біомінералізації. Проте згодом вчені виявили, що більш ефективним підходом буде знищення цього гриба, а потім колонізація його бактеріями, що утворюють стійку мінеральну матрицю. Так, мікроорганізм Sporosarcina pasteurii, переробляючи сечовину, виробляв карбонат кальцію, формуючи міцний матеріал навколо грибкових волокон.

На відміну від інших "живих" матеріалів, активність яких триває лише кілька днів, у цьому випадку мікроби залишались життєздатними щонайменше чотири тижні. Вчені сподіваються, що в майбутньому цей період можна буде продовжити до кількох місяців або навіть років.

Наступний крок полягає в перевірці, чи можуть ці матеріали самостійно закривати тріщини або реагувати на зміни зовнішнього середовища. Уявіть собі ситуацію: у приміщенні погіршилося повітря, а стіни виконані з цегли, яка світиться в разі небезпеки. Такого раніше не спостерігалося, адже мікроби не володіли достатньою активністю. Сьогодні ж все змінилося.

Проте, реалізація біоматеріалів у сфері будівництва все ще залишається на відстані. Як зазначає біоінженер Авінаш Манджула-Басаванна з Північно-Східного університету в Бостоні, необхідно провести більш широкомасштабні дослідження, щоб оцінити фізичні характеристики матеріалів в умовах, наближених до реальних.

Це дослідження здійснено в лабораторних умовах. На даному етапі важко оцінити несучу здатність або тривалість експлуатації, адже саме ці параметри є ключовими для оцінки якості будівельних матеріалів.

Він додав, що хоча міцність і довговічність живих будівельних матеріалів ще і не дорівнюють бетону, міцелій все ж є перспективною основою. Завдяки своїй гнучкості, цій липкій речовині можна надавати форму, що включає судиноподібні канали в балках, цеглі або стінах.

Я вважаю, що в майбутньому ці технології можуть виявитися корисними для одноповерхових будівель та менших конструкцій. Це цілком реалістично може статися через п'ять або навіть десять років.