مهندسان جایگزین بتونی فوق العاده سخت ساخته شده از قارچ و باکتری ها را اختراع کردند

بتن در همه جا است – از آسمان خراش ها تا پیاده رو. اما با هزینه ای شدید زیست محیطی همراه است. سیمان ، ماده اصلی در بتن ، مسئولیت حدود هشت درصد از انتشار دی اکسید کربن جهانی را بر عهده دارد و یافتن جایگزینی سبزتر یکی از بزرگترین چالش ها در ساخت و سازهای پایدار است.

اکنون ، مهندسان دانشگاه ایالتی مونتانا یک ماده جدید امیدوارکننده را تهیه کرده اند که ممکن است فقط به این مناسبت برسد. این جایگزین بتونی مبتنی بر قارچ از میسلیوم قارچی و باکتری ها برای ایجاد یک ساختار با دوام و شبیه به استخوان استفاده می کند که روزی می تواند جایگزین بتن سنتی شود.

این پروژه بخشی از یک میدان در حال رشد است که به عنوان مواد زنده مهندسی شده (ELMS) شناخته می شود ، که موجودات زنده را با مواد غیر زنده ترکیب می کند تا موادی با خواص منحصر به فرد ایجاد کند. یکی از موانع اصلی Elms طول عمر بوده است ، زیرا بسیاری از افراد پس از تنها چند روز یا هفته ، خصوصیات سودمند خود را از دست می دهند.

با این حال ، جایگزین بتونی مبتنی بر قارچ هیبریدی تیم مونتانا حداقل به مدت چهار هفته از نظر متابولیکی فعال ماند و آن را به یکی از مقاوم ترین کاندیداها برای جایگزینی بتونی تبدیل کرد ، چیزی که محققان در تلاش برای یافتن آن بوده اند.

منبع تصویر: Andreas Hennings/Eyeem/Adobe

در هسته این مصالح ساختمانی مبتنی بر قارچ است کراس، یک قارچ در حال رشد سریع که یک شبکه میسلی قوی را تشکیل می دهد که به عنوان داربست ساختاری عمل می کند. محققان سپس باکتری به نام معرفی کردند Sporosarcina Pasteurii، که باعث می شود فرآیند شناخته شده به عنوان بارش کربنات ناشی از میکروبی (MICP). به عبارت ساده تر ، مواد نرم مانند ماسه را به چیزی شبیه به سیمان و جامد تبدیل می کند.

حتی بهتر ، داربست قارچی امکان کنترل دقیق بر هندسه داخلی را فراهم می کند ، که محققان برای تقلید از ساختار داخلی استخوان قشر مغز ، که به دلیل قدرت و مقاومت آن شناخته شده بودند ، استفاده می کردند. این انعطاف پذیری معماری درهای طراحی گزینه های بتونی مبتنی بر قارچ را باز می کند که فقط قوی نیستند ، بلکه هوشمند و قادر به تحمل استرس هستند در حالی که به طور بالقوه خود را ترمیم می کنند.

این اولین بار است که از یک ماده زنده مانند میسلیوم قارچی از این طریق استفاده می شود. و در حالی که هنوز در روزهای اولیه است ، پیامدها قابل توجه است. با توسعه بیشتر ، این جایگزین بتونی مبتنی بر قارچ می تواند اعتماد ما به سیمان و انتشار کربن را کاهش دهد.

هنوز موانعی برای پاکسازی وجود دارد ، از جمله هزینه ، مقیاس پذیری و پذیرش صنعت. اما اگر محققان بتوانند طول عمر مواد را گسترش داده و روشهای تولید را تصفیه کنند ، این جایگزین زنده و تنفس ممکن است چگونگی ساخت دنیای اطراف خود را تعریف کند.