“Живой бетон” не способен заживлять себя, но это шаг в правильном направлении

Идея смешать живые организмы с бетоном не настолько безумна, насколько кажется на первый взгляд. Отчасти прочность бетона создается карбонатами, которые формируются в процессе отвердевания. Многие живые организмы производят структуры из карбонатов. К примеру, раковины ракушек являются очень прочной смесью карбонатов и протеинов.

Именно поэтому немало исследований проводится в сфере создания новых материалов с использованием биологии. Во многом эти исследования занимаются изучением свойств, дающих прочность тем же ракушкам. Но некоторые ученые все же пробуют заставить живых существ работать на нас и формировать подходящие карбонаты. К примеру, бетон, который смог бы сам себя залечивать. Точнее, его бы залечивали живущие в нем микробы, производящие карбонаты.

Проблема в том, что условия бетона не особо то сочетаются с выживанием чего-либо. Когда бетон затвердевает, он выделяет большое количества тепла, да и уровень pH долгое время остается слишком высоким. В общем, задача превратилась в поиск способов защитить “живую” часть материала от “бетонной” части.

Команде из Колорадского университета в Болдере удалось ее решить полным избавлением от бетона. Основным ингредиентом своего состава они сделали карбонаты от живых существ.

“Живой бетон” не способен заживлять себя, но это шаг в правильном направлении

В качестве работяг ученые выбрали фотосинтезирующих цианобактерий Synechococcus. Их преимущество в том, что им не нужен никакой специальный источник углерода для создания карбонатов, они берут углекислый газ из воздуха.

Бактерии играли роль связующего компонента. Наполнением же стал песок.

Вот только цианобактериям требуется время на создание карбонатов. Как же удержать песок? С помощью желатина, который к тому же вытягивает воду из воздуха и тем самым поддерживает жизнь бактерий.

Пока в материале есть хоть немного живых бактерий, их можно добыть и использовать для создания нового блока. И так как минимум три раза. (Скорее всего, и больше, но в какой-то момент надо ведь остановиться и написать статью.)

Чтобы структура затвердела окончательно, желатин должен высохнуть, что убьет все бактерии. Так что это новый материал может быть либо “живым”, либо “бетоном”, но не и то, и другое одновременно.

Разработку можно значительно улучшить, если улучшить сами бактерии. Сделать их более живучими и плодотворными.

Посмотрим, что из этого получится!

— 
Научная статья была опубликована в
Matter. DOI: 10.1016/j.matt.2019.11.016
Источник:
Ars Technica.