Μια ερευνητική ομάδα από τη Μοντάνα έχει αναπτύξει ένα επαναστατικό δομικό υλικό από μυκήλιο, το οποίο μπορεί να λειτουργήσει ως πλαίσιο για αυτοθεραπεία, ανοίγοντας το δρόμο για “σπίτια-μανιτάρια” στο μέλλον. Το υλικό αυτό ενσωματώνει βακτήρια που παράγουν ανθρακικό ασβέστιο, ενισχύοντας τη δομή του.
Αν και η εμπορική εφαρμογή του παραμένει μακριά, οι επιστήμονες ελπίζουν ότι αυτά τα βιοϋλικά θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν τα παραδοσιακά υλικά με υψηλό αποτύπωμα άνθρακα, όπως το τσιμέντο, συμβάλλοντας στη μείωση των εκπομπών CO2. Το επόμενο βήμα είναι η βελτιστοποίηση της βιωσιμότητας και της κλίμακας παραγωγής των υλικών.
Πιο αναλυτικά
Το να ζεις σε ένα σπίτι φτιαγμένο από μύκητες και βακτήρια μπορεί να ακούγεται σαν έργο επιστημονικής φαντασίας, αλλά οι ερευνητές βρίσκονται τώρα ένα βήμα πιο κοντά στο να το κάνουν πραγματικότητα, σύμφωνα με μια νέα μελέτη.
Μια ερευνητική ομάδα στη Μοντάνα καλλιέργησε πυκνές, πορώδεις δομές μυκηλίου, ένα μυκητιακό υλικό που σχηματίζει ένα υπόγειο δίκτυο παρόμοιο με ένα ριζικό σύστημα. Αυτό το μυκήλιο λειτουργεί ως πλαίσιο για τη δημιουργία ενός ζωντανού, αυτοεπιδιορθώμενου δομικού υλικού.
Η ικανότητα δημιουργίας ανθεκτικών, φέροντων κατασκευών με ζωντανό υλικό απέχει ακόμη πολλά χρόνια. Ωστόσο, αυτή η ανακάλυψη αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προς τη δημιουργία μιας “βιώσιμης” , όπως ισχυρίζονται, εναλλακτικής λύσης στο τσιμέντο, το συνδετικό υλικό στο σκυρόδεμα, δήλωσε η Chelsea Heveran, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύτηκε στις 16 Απριλίου στο περιοδικό Cell Reports Physical Science .
Πώς διεξήχθη η έρευνα
Στο πλαίσιο της μελέτης, η ομάδα ενσωμάτωσε στη δομή του μυκηλίου βακτήρια ικανά να παράγουν ανθρακικό ασβέστιο – μια ένωση που βρίσκεται σε κοράλλια, κελύφη αυγών και ασβεστόλιθο. Αυτό το συστατικό ενίσχυσε τον εύκαμπτο μυκητιακό σκελετό, μετατρέποντάς τον σε μια ισχυρή, οστέινη ουσία.
Για να διατηρήσουν τα βακτήρια ζωντανά για μεγάλο χρονικό διάστημα, πρέπει να ξεπεραστούν ορισμένες προκλήσεις. Το μυκήλιο είναι εξαιρετικό από αυτή την άποψη – είναι ισχυρό και ικανό να βιομεταλλοποιηθεί από μόνο του στη φύση.
Η ομάδα διεξήγαγε πειράματα με τον μύκητα Neurospora crassa. Αργότερα, όμως, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι είναι πιο αποτελεσματικό να καταστρέψουν τον μύκητα και στη συνέχεια να τον εμπλουτίσουν με βακτήρια που σχηματίζουν ένα ισχυρό μεταλλικό πλέγμα.
Σε αντίθεση με άλλα «ζωντανά» υλικά, η δραστηριότητα των οποίων διαρκεί μόνο λίγες ημέρες, σε αυτήν την περίπτωση τα μικρόβια παρέμειναν βιώσιμα για τουλάχιστον τέσσερις εβδομάδες. Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι στο μέλλον αυτή η περίοδος μπορεί να παραταθεί σε αρκετούς μήνες ή και χρόνια.
Όταν τα βακτήρια ζουν μέσα στο υλικό για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, τα κύτταρά τους θα μπορούσαν να έχουν περισσότερο χρόνο για να εκτελέσουν χρήσιμες λειτουργίες όπως η αυτο-επιδιόρθωση ή ο καθαρισμός της μόλυνσης. Η αυτο-επούλωση και η αποκατάσταση δεν δοκιμάστηκαν σε αυτή την εργασία, αλλά η εκτεταμένη βιωσιμότητα αυτών των υλικών θέτει τις βάσεις για αυτές τις λειτουργίες.
Υλικά που κατασκευάζονται από κάποτε ζωντανούς οργανισμούς αρχίζουν να εισέρχονται στην εμπορική αγορά, αλλά εκείνα που κατασκευάζονται με οργανισμούς που είναι ακόμα ζωντανοί έχουν αποδειχθεί δύσκολα στην τελειοποίηση — τόσο λόγω των σύντομων περιόδων βιωσιμότητάς τους όσο και επειδή τείνουν να μην έχουν τις πολύπλοκες εσωτερικές δομές που απαιτούνται για πολλά κατασκευαστικά έργα.
Οι ερευνητές ελπίζουν ότι τα νέα τους βιοϋλικά μπορούν να βοηθήσουν στην αντικατάσταση των δομικών υλικών με υψηλό αποτύπωμα άνθρακα, όπως το τσιμέντο, το οποίο συμβάλλει έως και στο 8% όλων των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα που παράγονται από ανθρώπινες δραστηριότητες. Ως επόμενο βήμα, σχεδιάζουν να βελτιστοποιήσουν περαιτέρω τα υλικά, πείθοντας τα κύτταρα να ζουν ακόμη περισσότερο και βρίσκοντας τρόπους για να τα κατασκευάζουν αποτελεσματικά σε μεγαλύτερη κλίμακα.
Ωστόσο, η πρακτική εφαρμογή τέτοιων βιοϋλικών στις κατασκευές απέχει ακόμη πολύ.
