4 мая 2025
Исследовательская группа в Монтане объявила , что впервые вырастила плотные, губчатые блоки, состоящие из мицелия — корнеобразной структуры, которая соединяет грибы под землей. Там заявили, что такой строительный материал может послужить основой для создания живого, самовосстанавливающегося строительного материала.
Впоследствии из него можно будет строить, а скорее выращивать жилые дома, уверены исследователи. Впрочем, пока это только первые шаги в данном направлении.
До создания прочных, несущих конструкций из живых материалов еще много лет. Однако это открытие является важным шагом на пути к созданию устойчивой альтернативы цементу, связующему веществу в бетоне, уверена Челси Хеверан, старший автор исследования, опубликованного 16 апреля в журнале Cell Reports Physical Science.По данным лондонского аналитического центра Chatham House, ежегодно на земле производится более 4,4 млрд тонн цемента, на долю которого приходится около 8% глобальных выбросов углекислого газа. Это означает, что если бы производители цемента были страной, она занимала бы третье место после Китая и Соединенных Штатов по объему выбросов.
«Мы спросили себя: Что, если бы мы могли строить дома по-другому, используя биологию?’ Таково наше видение», — рассказала Хеверан, доцент кафедры механики и промышленной инженерии в Университете штата Монтана в Бозмане и ещё одна участница исследования.
«Мы не первые, кто биоминерализует что-либо и называет это строительным материалом… Но если вы хотите сохранить (бактерии) живыми как можно дольше, чтобы вы могли делать с ними что-то дальше, необходимо решить некоторые проблемы, связанные с повышением их жизнеспособности, — уточнила Хеверан. — Вот почему мы снабдили их каркасами из грибкового мицелия, потому что мицелий действительно прочный, и в природе иногда он биоминерализуется (сам по себе)».
Команда экспериментировала с тем, чтобы позволить грибку под названием Neurospora crassa биоминерализоваться самостоятельно, но обнаружила, что его уничтожение и последующее добавление бактерий помогает получить более жесткий материал за меньшее время. Бактерии, называемые Sporosarcina pasteurii, образовывали кристаллические сетки карбоната кальция вокруг грибковых нитей в процессе метаболизма мочевины, которая является для них пищей.
В итоге, авторы научной работы ввели эти бактерии, способные вырабатывать карбонат кальция — то же химическое соединение, которое содержится в кораллах, яичной скорлупе и известняке, — в грибковый мицелий, который служил каркасом блоков.
Благодаря процессу, называемому биоминерализацией, карбонат кальция затвердевает, превращая липкий, гибкий мицелий в жесткую, похожую на кость структуру.
Хеверан похвалилась, что ее команде удалось поддерживать активность микробов в течение как минимум четырех недель, и в конечном итоге этот период может растянуться на месяцы или даже годы.
По словам Авинаша Манджула-Басаванна, биоинженера, который, однако, не принимал участия в исследовании, прежде чем использовать полученный материал для строительства домов, заборов или других сооружений, необходимо провести гораздо больше испытаний.
«Такого рода эксперименты проводятся в небольших масштабах. … Они не обязательно отражают свойства объемного материала», — выказал сомнения Манджула-Басаванна, старший научный сотрудник Северо-Восточного университета в Бостоне.
«Когда речь заходит о строительных материалах, людей интересует не жесткость. А прочность, способность выдерживать нагрузку», — напомнил учёный.
Впрочем, биоинженер не исключил, что исследования в Монтане приведут к чему-то полезному для домостроения. «Я думаю, что в будущем они [стройматериалы из грибов] могут быть полезны для одноэтажных зданий, таких небольших сооружений — это вполне осуществимо», — сказала Манджула-Басаванна.
«Это может произойти через пять-десять лет», — предположил учёный.
Но учёным предстоит решить ещё одну проблему. Грибок представляет потенциальную опасность для органов дыхания, и хотя уничтожение мицелия снижает его способность продуцировать аллергены, необходимо провести дополнительные исследования, прежде чем считать его безопасным для обитания, уточнила Хеверан.
