Một nhóm kỹ sư từ Đại học bang Montana đã phát triển vật liệu xây dựng sử dụng mạng lưới sợi nấm giống rễ của một loại nấm, cùng với vi khuẩn được chọn lọc đặc biệt.

Trong nhiều việc chúng ta có thể làm để giảm bớt áp lực lên môi trường là tìm ra cách xây dựng tòa nhà xanh hơn. Sản xuất xi măng chiếm 8% lượng khí thải CO2 trên toàn thế giới và phần lớn trong số đó được dùng để sản xuất bê tông. Đây là vấn đề khó giải quyết, vì để làm được như vậy, chúng ta cần tìm ra những vật liệu thân thiện với môi trường, bền như bê tông và ít phải bảo dưỡng.

Đó là lý do tại sao các nhà khoa học đã nghiên cứu các vật liệu sống kỹ thuật (ELM) kết hợp sinh vật như vi khuẩn với các thành phần vô tri để mang lại đặc tính độc đáo cùng lợi ích về mặt cấu trúc và ít phụ thuộc vào xi măng làm chất kết dính hơn.

Một nhóm kỹ sư từ Đại học bang Montana đã phát triển vật liệu xây dựng sử dụng mạng lưới sợi nấm giống rễ của một loại nấm, cùng với vi khuẩn được chọn lọc đặc biệt. Vật liệu lai này khắc phục được hai thách thức chính liên quan đến ELM. Thứ nhất, vật liệu thường chỉ tồn tại được vài ngày hoặc vài tuần trong điều kiện không tối ưu, sau đó mất đi các đặc tính độc đáo của chúng. Thứ hai, cách khoáng chất (như canxi cacbonat) lắng đọng trên cấu trúc sợi nấm thường không thể kiểm soát được để có được loại hình học bên trong giúp vật liệu chắc chắn và bền.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng loại nấm có tên là N. crassa có khả năng phát triển sợi nấm nhanh cũng như đặc tính gọi là kết tủa cacbonat do vi khuẩn (MICP) có khả năng biến cát hoặc đất tơi xốp thành thứ gì đó chắc chắn như xi măng.

Họ cũng giới thiệu một loại vi khuẩn S. pasteurii mà chúng ta từng thấy được sử dụng để sửa chữa những viên gạch làm từ đất Mặt Trăng để sử dụng trên Mặt Trăng và để vá ổ gà ở đây trên Trái Đất. Đây là loại vi khuẩn khoáng hóa sinh học, có nghĩa là nó có thể tạo ra khoáng chất rắn.

Vật liệu dựa trên sợi nấm có thể hỗ trợ một loạt đặc tính hữu ích, bao gồm khả năng tự phục hồi và độ cứng cao hơn.

Việc lựa chọn nấm cho phép các nhà nghiên cứu kiểm tra khả năng tồn tại của nó như một thành phần sống trong ELM thời gian dài, vừa là hệ thống cho MICP vừa là hệ thống hỗ trợ S. pasteurii tự sửa chữa.

Trợ lý Giáo sư Chelsea Heveran của Đại học Montana State - tác giả của nghiên cứu đã giải thích lợi ích lớn khác của việc sử dụng sợi nấm từ N. crassa: "Chúng tôi biết rằng các giàn giáo nấm khá hữu ích để kiểm soát cấu trúc bên trong của vật liệu. Chúng tôi đã tạo ra các hình học bên trong trông giống như xương vỏ nhưng trong tương lai, chúng tôi cũng có thể xây dựng các hình học khác". 

Điều đó có nghĩa là có thể tạo ra sự phức tạp về cấu trúc trong vật liệu bằng cách sử dụng hệ thống này để tăng cường độ bền và độ cứng. Đây là lần đầu tiên sợi nấm được thử nghiệm làm khung cho quá trình sản xuất ELM khoáng hóa sinh học.

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra các vi sinh vật trong khung vẫn sống và hoạt động trao đổi chất trong tối thiểu bốn tuần. Thời gian này dài hơn nhiều ứng cử viên khác cho ELM và có thể là chìa khóa để tạo ra vật liệu xây dựng bền và lâu dài có các đặc tính hữu ích như tự phục hồi. Để đạt mục đích đó, các nhà nghiên cứu có kế hoạch thử kéo dài thời gian sống của tế bào và xác định cách sản xuất chúng ở quy mô lớn.

Nếu các nhà nghiên cứu thành công, họ có thể có sự bổ sung khả thi cho bê tông truyền thống. Tất nhiên, họ sẽ phải giải quyết những rào cản lớn nhất trong thách thức bê tông như một vật liệu xây dựng, bao gồm chi phí cao hơn của ELM, khả năng làm cho nó dễ dàng có sẵn để cung cấp và lưu trữ theo yêu cầu, phù hợp với nhiều dự án xây dựng.

Nguồn: vietq.vn