Δείχνει ότι αυτό το τεχνητά επεξεργασμένο ζωντανό υλικό παραμένει ζωντανό για τουλάχιστον ένα μήνα και θα μπορούσε κάποια μέρα να βοηθήσει στην αντικατάσταση μέρους του σκυροδέματος
Φανταστείτε ένα σπίτι του οποίου οι τοίχοι θα μπορούσαν να επιδιορθώσουν αθόρυβα μικροσκοπικές ρωγμές πριν καν τις προσέξετε. Αυτή η ιδέα μόλις πλησίασε λίγο περισσότερο στην πραγματικότητα χάρη σε μια νέα έρευνα που συνδυάζει μύκητες και βακτήρια σε ένα «ζωντανό» δομικό υλικό.
Τι είναι τα τεχνητά ζωντανά υλικά;
Μια ομάδα που εργάζεται στο Κρατικό Πανεπιστήμιο της Μοντάνα έχει αναπτύξει ένα ελαφρύ, οστέινο υλικό χρησιμοποιώντας τα νήματα ενός μύκητα που μοιάζουν με ρίζες και ειδικά βακτήρια που μετατρέπουν τις χημικές ουσίες σε πέτρα. Η μελέτη τους, που δημοσιεύθηκε τον Απρίλιο του 2025, δείχνει ότι αυτό το τεχνητά επεξεργασμένο ζωντανό υλικό παραμένει ζωντανό για τουλάχιστον ένα μήνα και θα μπορούσε κάποια μέρα να βοηθήσει στην αντικατάσταση μέρους του σκυροδέματος που χρησιμοποιούμε σε σπίτια και υποδομές, το οποίο αποτελεί σημαντική πηγή ρύπανσης που προκαλεί η θέρμανση του πλανήτη.
Τα τεχνητά ζωντανά υλικά είναι ουσίες που συνδυάζουν ζωντανά κύτταρα με ένα συμπαγές πλαίσιο, ώστε το υλικό να μπορεί να αναπτύσσεται, να αισθάνεται το περιβάλλον του ή να επιδιορθώνεται. Σκεφτείτε τα ως μια διασταύρωση ανάμεσα σε ένα τούβλο και ένα μικροσκοπικό οικοσύστημα, όπου τα μικρόβια παρέχουν λειτουργίες που το κανονικό σκυρόδεμα ή το πλαστικό δεν μπορούν. Διαβάστε περισσότερα: Το σούπερ φυτό που επιβιώνει ακόμα και όταν το ξεχνάτε
Μέχρι τώρα, τα περισσότερα από αυτά τα υλικά ήταν μαλακά τζελ ή επιστρώσεις, χρήσιμα για πράγματα όπως αισθητήρες, αλλά όχι αρκετά ισχυρά για να αντέξουν ένα κτίριο. Προηγούμενη εργασία της μηχανικού Chelsea Heveran και των συναδέλφων της παρήγαγε «ζωντανά τούβλα» φτιαγμένα με βακτήρια που μπορούσαν να καλλιεργηθούν σε καλούπια άμμου ξανά και ξανά, αλλά η αντοχή και η διάρκεια ζωής τους ήταν περιορισμένες, ειδικά όταν στέγνωναν.
Πώς οι μύκητες και τα βακτήρια καλλιεργούν ένα νέο είδος τούβλου
Στη νέα μελέτη, ο πρώτος συγγραφέας Ethan Viles και η ομάδα ξεκίνησαν με το μυκήλιο, το πυκνό δίκτυο νημάτων που αναπτύσσουν οι μύκητες υπόγεια. Χρησιμοποίησαν το είδος Neurospora crassa, που μερικές φορές ονομάζεται μούχλα κόκκινου ψωμιού, και καθοδήγησαν το μυκήλιό του για να γεμίσει καλούπια έτσι ώστε να σχηματίσει πορώδη, σφουγγαροειδή μπλοκ με περίπλοκα εσωτερικά σχέδια που μοιάζουν με οστό. Διαβάστε περισσότερα: Οι ερευνητές δεν μπορούν να πιστέψουν τι ανακάλυψαν: η τυχαία ανακάλυψη ενός 8χρονου αγοριού στο δάσος αλλάζει την επιστήμη για πάντα
Στη συνέχεια, μούλιασαν αυτά τα μυκητιακά μπλοκ σε ένα διάλυμα που περιείχε ουρία, ασβέστιο και ένα ακίνδυνο βακτήριο εδάφους γνωστό ως Sporosarcina pasteurii. Αυτό το μικρόβιο διασπά την ουρία και βοηθά στον σχηματισμό ανθρακικού ασβεστίου, του ίδιου σκληρού ορυκτού που βρίσκεται σε κοχύλια και ασβεστόλιθο, το οποίο τσιμεντώνει το σκελετό του μυκηλίου σε μια πολύ πιο άκαμπτη δομή. Παρόμοια βακτήρια δοκιμάζονται ήδη για την «ανάπτυξη» βιοτσιμέντου και την επιδιόρθωση ρωγμών σε κανονικό σκυρόδεμα, κολλώντας κόκκους άμμου και χώματος μαζί με νέους ορυκτούς κρυστάλλους.
Tόσο ο μύκητας όσο και τα βακτήρια παρέμειναν ζωντανά μέσα στα ορυκτοποιημένα μπλοκ για τουλάχιστον τέσσερις εβδομάδες σε θερμές θερμοκρασίες δωματίου. Αυτή η μεγαλύτερη διάρκεια ζωής είναι ένα μεγάλο βήμα προς τα εμπρός, επειδή τα ζωντανά υλικά έχουν χρόνο να επιδιορθωθούν ή να καθαρίσουν τη ρύπανση μόνο εάν τα μικρόβιά τους επιβιώσουν περισσότερο από λίγες μόνο ημέρες.
Γιατί αυτό έχει σημασία για το κλίμα και τις κατασκευές
Το σκυρόδεμα είναι παντού: σε θεμέλια, γέφυρες, πεζοδρόμια και στους πύργους διαμερισμάτων που διαμορφώνουν τον ορίζοντα της πόλης. Η παρασκευή του τσιμέντου που ενώνει το σκυρόδεμα είναι ενεργοβόρα και απελευθερώνει μεγάλες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα, γι' αυτό και η τσιμεντοβιομηχανία εκτιμάται ότι προκαλεί περίπου το 7 έως 8 τοις εκατό των παγκόσμιων εκπομπών CO2. Ακόμα και όταν οι εταιρείες δοκιμάζουν καθαρότερο τσιμέντο «μηδενικών» εκπομπών χρησιμοποιώντας δέσμευση άνθρακα, οι ειδικοί εξακολουθούν να θεωρούν τον τομέα ως έναν από τους πιο δύσκολους για καθαρισμό.
Εκτός από τις εκπομπές, η κατεδάφιση κτιρίων δημιουργεί ένα βουνό από σκουπίδια. Μόνο οι Ηνωμένες Πολιτείες παρήγαγαν περισσότερους από 600 εκατομμύρια τόνους υπολειμμάτων κατασκευών και κατεδαφίσεων το 2018, περισσότερο από το διπλάσιο των οικιακών απορριμμάτων της χώρας κατά βάρος, σύμφωνα με την Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος. Πολλά από αυτά τα απόβλητα εξακολουθούν να καταλήγουν σε χώρους υγειονομικής ταφής στην άκρη της πόλης, ακόμη και όταν οι κοινότητες προσπαθούν να ανακυκλώσουν περισσότερο σκυρόδεμα και χάλυβα.
Τα ζωντανά υλικά προσφέρουν μια διαφορετική πορεία. Επειδή καλλιεργούνται σε χαμηλές θερμοκρασίες από βιολογικά συστατικά, θα μπορούσαν, τουλάχιστον θεωρητικά, να παραχθούν κοντά σε εργοτάξια, να αναγεννηθούν για επισκευές ή να ανακυκλωθούν αλέθοντάς τα και χρησιμοποιώντας ξανά τα μικρόβια. Είναι μια πολύ διαφορετική εικόνα από το να καίνε γιγάντιους κλιβάνους τσιμέντου όλη τη νύχτα και να μεταφέρουν βαρύ σκυρόδεμα από μακριά.
Οι αυτοεπισκευασμένοι τοίχοι είναι ακόμα πολύ μακριά.
Το νέο υλικό δεν έχει ακόμη την αντοχή του συμβατικού σκυροδέματος σε όλες τις περιπτώσεις και έχει δοκιμαστεί μόνο για εβδομάδες σε προσεκτικά ελεγχόμενες εργαστηριακές συνθήκες. Οι ερευνητές πρέπει ακόμη να δείξουν ότι μπορεί να αντέξει τους παγωμένους χειμώνες, τα καυτά καλοκαίρια και την καθημερινή φθορά που αντιμετωπίζουν τα πραγματικά κτίρια.
H εργασία εντάσσεται σε ένα ευρύτερο κύμα πειραμάτων που προσπαθούν να μετατρέψουν βακτήρια και μύκητες σε συνεργάτες στην κατασκευή. Άλλες ομάδες αναπτύσσουν πακέτα από αποξηραμένο Sporosarcina pasteurii που μπορούν να αποσταλούν σε εργοτάξια και... ενεργοποιούνται με νερό για την ανάπτυξη βιοτσιμέντου, ενώ κριτικές για αυτοεπούλωση σκυροδέματος δείχνουν ότι παρόμοια μικρόβια μπορούν να σφραγίσουν μικρές ρωγμές γεμίζοντάς τες με νέα ορυκτά κοιτάσματα. Στην Ευρώπη, το έργο Fungateria διερευνά ζωντανά μυκητιακά υλικά για τοίχους που θα μπορούσαν να ανιχνεύσουν το περιβάλλον τους και ακόμη και να προσαρμοστούν με την πάροδο του χρόνου.
Οι περισσότεροι ειδικοί αναμένουν ότι αυτά τα ζωντανά υλικά θα εμφανιστούν πρώτα σε εξειδικευμένες χρήσεις, όπως ελαφριά πάνελ, προσωρινά καταφύγια ή κατασκευές σε απομακρυσμένες τοποθεσίες όπου η μεταφορά βαρέων δομικών υλικών είναι ακριβή. Με την πάροδο του χρόνου, εάν οι επιστήμονες μπορούν να ενισχύσουν την αντοχή, να μειώσουν το κόστος και να αποδείξουν την ασφάλεια, θα μπορούσατε να τα δείτε να ενσωματώνονται ήσυχα σε περισσότερα μέρη του δομημένου περιβάλλοντος, από ηχομονωτικά πλακάκια τοίχου έως μπλοκ που «επουλώνουν» αργά τις μικρορωγμές και διατηρούν το μελλοντικό σας σπίτι πιο ανθεκτικό για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.
www.worldenergynews.gr
