A Montana Állami Egyetem kutatói által kifejlesztett új gomba- és baktériumalapú építőanyag bizonyítja az öngyógyító képességét , ami utat nyithat az önjavító szerkezetek felé.Az új anyag jelentős szén-dioxid- kibocsátás-csökkentést ígér a hagyományosabb anyagokhoz, például a betonhoz képest, amelyeket ma gyakran használnak az építési projektekben. A jelenlegi bioalapú építőanyagokat sújtó főbb hátrányok enyhítésével a csapat azt reméli, hogy közelebb hozhatja az ilyen anyagok rendszeres alkalmazását.A bioalapú építőanyagok már léteznek a piacon, de az élő organizmusokat tartalmazó, nagy teljesítményű változat kifejlesztése továbbra is kihívást jelent. Nehéznek bizonyult ezeket az organizmusokat elég sokáig életben tartani ahhoz, hogy működőképesek legyenek, akárcsak a hagyományos anyagokban, például a betonban megfigyelhető merevség elérése.Ethan Viles vezetésével a csapat az építőiparon túlmutató inspirációt keresett, a gombás micélium más alkalmazásaiból merítve, például a csomagolásban és a szigetelésben való felhasználásából. Kutatásuk során a Neurospora crassa, egy kenyérpenészfajta, alkalmasnak bizonyult összetett anyagszerkezetek kialakítására. A Sporosarcina pasteurii baktériummal párosítva a kapott anyag ásványosítható egy erős, tartós, építőiparban is használható formává.„Több okból is szeretjük ezeket az organizmusokat” – mondta Chelsea Heveran, a tanulmány társszerzője a The Debriefnek . „Először is, nem jelentenek nagy veszélyt az emberi egészségre. Az S. pasteurii egy gyakori talajmikroorganizmus, amelyet évek óta használnak a biomineralizációs kutatásokban, beleértve a terepi kereskedelmi alkalmazásokat is. Az N. crassa egy modellorganizmus a gombakutatásban.”„Izgatottan tapasztaltuk, hogy mindkét mikroorganizmus ureolitikus, és így potenciálisan biomineralizálhatja az állványzatokat” – tette hozzá Heveran. „Számos más baktérium és gomba is felhasználható.”Az anyagot gomba micélium és baktériumsejtek alacsony hőmérsékleten történő kombinálásával állítják elő, ami sokkal alacsonyabb kibocsátást eredményez, mint a hagyományos anyagok, például a beton. Emellett legalább egy hónapos eltarthatósági idővel is büszkélkedhet – ami messze meghaladja sok más bioanyag eltarthatóságát, amelyek gyakran csak napokig vagy hetekig tartanak.„Megtudtuk, hogy a gombavázak meglehetősen hasznosak az anyag belső architektúrájának szabályozásában” – mondta Heveran . „Olyan belső geometriákat hoztunk létre, amelyek a kéregcsonthoz hasonlítottak, de a jövőben potenciálisan más geometriákat is létrehozhatunk.”
„Az általunk használt anyagok könnyű alkotóelemekből készülnek, mint például a természetben található ásványosodott kompozitok” – mondta Heveran a The Debriefnek . „A természet a könnyű kompozitok egyik erősítési módját a kifinomult mikroarchitektúra révén éri el. Reméljük, hogy többet tudunk majd elérni kevesebb felhasználásával, a kifinomultabb geometriák belső mikroarchitektúrájának tervezésével.”A mesterségesen létrehozott élő anyagok (ELM-ek) iránti érdeklődés egyre növekszik, mivel a tudósok és az iparág vezetői feltárják az önszerveződő, öngyógyító, vagy akár fotoszintézisre képes szerkezeti termékek fenntarthatósági potenciálját.„A biomineralizált anyagok nem rendelkeznek elég nagy szilárdsággal ahhoz, hogy minden alkalmazásban helyettesítsék a betont, de mi és mások azon dolgozunk, hogy javítsuk a tulajdonságaikat, hogy szélesebb körben felhasználhatók legyenek” – mondta Heveran.Az anyag élő baktériumsejtjei lehetővé teszik az önjavítást és segítenek a szennyeződés kezelésében. Figyelemre méltó, hogy a gomba a kristályosodáson keresztüli megkeményedés után is életben marad. Bár élettartamának korlátai még ismeretlenek, Heveran úgy véli, hogy jelentős lehet.„[A felhasználási esetek közé tartozik] a kisebb repedések javítása, mielőtt azok nagyobbak lennének, nagyon hasznos lehet. Vagy a mikrobák használata a kiterjedt emberi munka helyett megkönnyítheti az anyagok javítását távoli vagy egyébként kihívást jelentő helyeken” – teszi hozzá Heveran.A cementgyártás a globális ember okozta szén-dioxid-kibocsátás akár 8%-áért is felelős. A cementgyártás bioalapú alternatívákkal, például ezzel az új anyaggal való helyettesítése drámaian csökkentheti az építési projektek környezeti lábnyomát.A Montana Állami Egyetem csapatának következő lépései közé tartozik az élő sejtek életképességének növelése az anyagban, részben olyan belső struktúrák tervezésével, amelyek elősegítik a mikroorganizmusok élettartamát. Emellett a termelés kereskedelmi szintre való növelésének leghatékonyabb módszereit is vizsgálják.
