Pornind de la unul dintre cele mai adaptabile organisme din natură – lichenul – o echipă de cercetători din Statele Unite a dezvoltat un material de construcție inovator, capabil să își repare fisurile autonom, utilizând doar aerul, lumina solară și apa.
Această tehnologie bioactivă se bazează pe un sistem sintetic de cooperare între ciuperci și cianobacterii și are potențialul de a schimba fundamental modul în care se proiectează și se întreține infrastructura, conform techrider.ro.
Publicat în revista Materials Today Communications, studiul este coordonat de dr. Congrui Grace Jin, profesor asistent la Universitatea Texas A&M, în colaborare cu cercetători de la Universitatea din Nebraska-Lincoln. Modelul propus se inspiră din comportamentul lichenilor naturali – organisme simbiotice formate din ciuperci și alge sau cianobacterii – recunoscuți pentru capacitatea de a supraviețui în medii extreme, de la regiunile polare la suprafețele aride ale stâncilor.
În varianta creată de echipă, cianobacteriile captează dioxidul de carbon cu ajutorul energiei solare, iar ciupercile produc minerale care contribuie la închiderea fisurilor din beton. Procesul formează un sistem închis de autoreparare, care nu necesită materiale suplimentare sau intervenții umane.
Fisurile din beton – o vulnerabilitate structurală majoră
Deși betonul este, după apă, cel mai utilizat material de construcție la nivel mondial, acesta este predispus la fisuri cauzate de factori precum variațiile de temperatură, solicitările mecanice sau contracția la uscare. Astfel de fisuri, chiar și la scară microscopică, pot permite infiltrarea apei și a substanțelor corozive, afectând în timp stabilitatea structurii.
„Chiar și fisurile aparent inofensive pot duce în timp la colapsuri catastrofale ale clădirilor sau podurilor”, avertizează Jin. Costurile asociate reparațiilor de beton în Statele Unite se ridică anual la zeci de miliarde de dolari.
În plus, soluțiile existente de auto-reparare microbiană sunt dependente de aditivi nutriționali, ceea ce limitează autonomia acestor sisteme.
Noua abordare aduce un avantaj semnificativ: capacitatea sistemului biologic de a funcționa complet autonom, utilizând doar resursele disponibile în mediu. Testele experimentale au confirmat că structura bioactivă poate genera minerale care astupă fisurile chiar și în condiții dificile.
Aplicații potențiale dincolo de Terra
Perspectiva utilizării unui astfel de material nu se limitează la infrastructura terestră. Dr. Jin anticipează o aplicabilitate importantă și în contextul explorării spațiale. „Această tehnologie ar putea permite construcția de structuri durabile pe Lună sau Marte, unde întreținerea convențională nu este o opțiune”, subliniază ea.
Pentru a înțelege mai bine implicațiile extinderii acestor sisteme vii în domeniul construcțiilor, cercetătorii colaborează și cu experți în științe sociale. Aceștia contribuie la analiza percepțiilor publice, precum și la evaluarea aspectelor etice, juridice și de mediu asociate cu tehnologia.
Această inovație ar putea reprezenta un pas esențial către o nouă etapă în arhitectura sustenabilă – una în care materialele nu doar construiesc, ci se întrețin și se regenerează singure, reflectând principiile unui ecosistem funcțional.
