Os fungos são engenheiros principais capazes de construir vastas redes subterrâneas. Agora, os pesquisadores aproveitaram suas capacidades para criar um materials de construção vivo que poderia ser uma alternativa sustentável ao cimento e um dia até se reparar.
A natureza desenvolveu alguns materiais de construção impressionantes que geralmente podem ser de melhorar com os melhores fabricados humanos. Madeira, coral e osso têm excelentes índices de força / peso e se formam à temperatura ambiente a partir de suprimentos prontamente disponíveis.
Não é de admirar que os engenheiros tenham muito tempo sonhava em aproveitar esses poderes em estruturas feitas pelo homem. Agora, os cientistas combinaram fungos e bactérias para criar um materials vivo que permanece vivo por até um mês e pode formar estruturas semelhantes a ossos. Os pesquisadores dizem que essa abordagem pode um dia ser usada para criar componentes estruturais que se reparam.
“Estamos empolgados com nossos resultados e esperamos engenharia estruturas mais complexas e maiores”, Chelsea Heveran, da Universidade Estadual de Montana, que liderou o estudo, contado Novo cientista. “Quando a viabilidade é suficientemente alta, poderíamos começar a transmitir realmente características biológicas duradouras ao materials com o qual nos preocupamos, como autocura, detecção ou remediação ambiental”.
O novo materials depende de um processo chamado biomineralização. Nesse processo, as células transformam cálcio em seu ambiente em depósitos de carbonato de cálcio que endurecem os tecidos ou estruturas subjacentes, como na formação de osso ou coral. Mas certos micróbios também podem produzir carbonato de cálcio. Os engenheiros usaram o processo para criar “biocemente” para selar rachaduras em poços de petróleo e gás ou produzir alvenaria.
No entanto, os micróbios normalmente vivem apenas por alguns dias, deixando os materiais finais inertes. Cada vez mais, os cientistas estão trabalhando para criar “materiais de vida projetados”, onde as células permanecem viáveis. Esses materiais podem se reparar, fotossintetizar ou sentir seu ambiente.
Os pesquisadores do estado de Montana criaram seu novo materials combinando as capacidades de engenharia estrutural do fungo (Neurospora crassa) com as capacidades de biomineralização das bactérias (Sporosarcina pasteurii). Eles descreveram o trabalho em um artigo recente em Cell relata ciência física.
Primeiro, eles persuadiram o micélio do fungo-a rede de filamentos semelhantes a raiz que compõem a maior parte da maioria dos fungos-para crescer em um andaime semelhante a uma malha. Eles então adicionaram as bactérias a esses andaimes e os colocaram em uma fórmula de crescimento rica em cálcio, que os micróbios converteram em carbonato de cálcio em apenas 24 horas.
Eles acharam que os micróbios do materials permaneceram viáveis por até quatro semanas após a remoção da fórmula, quando mantidos em 86 graus Fahrenheit. Os pesquisadores não testaram se o materials poderia se reparar, mas dizem que manter as células vivas por mais tempo é um primeiro passo essential em direção a esse objetivo.
A equipe também criou andaimes semelhantes a feixes que imitam a estrutura do osso cortical-o tipo mais forte de osso que fornece sua integridade estrutural-e depois os mineralizou efetivamente. Controlar a forma interna dos andaimes como esse pode ampliar significativamente os tipos de estruturas e usar esses materiais pode segmentar.
Uma limitação é que os pesquisadores não poderiam cultivar as duas espécies. Eles tiveram que matar o fungo depois que ele cultivou o andaime antes de adicionar as bactérias. Isso significa que o materials é apenas parcialmente vivo, o que pode limitar o que pode fazer na linha.
Mas o trabalho abre novas possibilidades para o crescimento de materiais de construção de alto desempenho que são mais sustentáveis e incluem recursos inteligentes como auto-reparo ou geração de energia.