مصالح ساختمانی زنده؛ قارچ و باکتری به افزایش پایداری سازه‌ها کمک می‌کنند

قارچ‌ها و باکتری‌ها ممکن است روزی بخشی از مصالح ساختمانی زنده‌ای باشند که توانایی رشد و ترمیم خود را دارند. ایده‌ی استفاده از آن‌ها در سازه‌ها، در پاسخ به یکی از چالش‌های بزرگ جهان امروز یعنی یافتن مصالح ساختمانی پایدارتر شکل گرفته است.

در مسیر کاهش ضایعات و گازهای گلخانه‌ای، یکی از دغدغه‌های اصلی، یافتن مصالح ساختمانی سازگار با محیط‌زیست است. برای مثال، تولید بتن به‌تنهایی بیش از پنج درصد از کل انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از فعالیت‌های انسانی را به خود اختصاص می‌دهد.

چلسی هوران، از دانشگاه ایالتی مونتانا، با کمک همکارانش بررسی کردند که آیا می‌توان ساختار معدنی مستحکمی را پیرامون داربستی از میسلیوم قارچ ایجاد کرد یا نه. میسلیوم، شبکه‌ای از رشته‌های شاخه‌دار و میکروسکوپی است که بخشی از اغلب قارچ‌ها را تشکیل می‌دهد.

هوران و تیمش داربستی از میسلیوم را با استفاده از گونه‌ای از قارچ به‌نام Neurospora crassa پرورش دادند و سپس باکتری Sporosarcina pasteurii را به این داربست افزودند. با متابولیزه‌کردن اوره موجود در محیط رشد توسط قارچ و باکتری، ساختاری سخت‌شده از کربنات کلسیم به وجود آمد؛ همان ترکیبی که در پوسته‌ی تخم‌مرغ و صدف‌های دریایی یافت می‌شود.

هوران می‌گوید برای ساخت مصالح معدنی زنده تیمش از ساختار استخوان الهام گرفته است؛ جایی که بیومینرال‌ها روی داربستی از کلاژن و سایر پروتئین‌ها شکل می‌گیرند. هوران می‌افزاید: «استخوان با وجود وزن سبک خود، به‌شدت قوی و مقاوم است.» سایر مواد زنده ساخته‌شده در آزمایشگاه تنها چند روز زنده مانده‌اند، اما سازه‌ای که توسط هوران و همکارانش ساخته شد، دست‌کم به مدت یک ماه پایدار و زنده باقی ماند.

هوران می‌گوید: «از نتایجی که به دست آورده‌ایم هیجان‌زده‌ایم و بی‌صبرانه منتظریم تا ساختارهایی پیچیده‌تر و بزرگ‌تر طراحی کنیم. زمانی که پایداری زیستی این مواد به حد کافی بالا باشد، می‌توانیم ویژگی‌های زیستی ماندگاری مانند خودترمیمی، حسگربودن یا پاکسازی محیط‌زیست را به آن‌ها اضافه کنیم.»

پیشنهاد استفاده از میسلیوم به‌عنوان داربست برای ساخت مواد زنده، رویکردی ساده اما بسیار قدرتمند محسوب می‌شود که افق‌های تازه‌ای را برای ساخت مصالح هوشمند و پایدار در آینده می‌گشاید.

مقاله در نشریه‌ی Cell منتشر شده است.