Кирпичи из "живого цемента" размножаются и восстанавливают себя сами

В знаменитом романе Мэри Шелли «Франкенштейн, или Современный Прометей» главный герой бросил вызов законам природы и науки. В своей тёмной лаборатории учёный оживил мёртвую плоть.

Сотрудники лаборатории Уила Шрубара (Wil Srubar) из Колорадского университета в Боулдере занимаются примерно тем же. Правда, в гораздо более светлых и комфортных условиях и с гораздо менее чудовищными результатами.

В своих экспериментах учёные разрабатывали весьма необычную альтернативу классическим строительным материалам. Решив объединить полезные свойства живого и неживого, они поселили колонии цианобактерий в раствор из песка и гидрогеля (он удерживал воду и питательные вещества для крошечных «строителей»).

Неорганический раствор давал бактериям опору (то есть, по сути, служил «строительными лесами»). Микроорганизмы активно размножались и производили карбонат кальция. Он цементировал песок и гидрогель, превращая их в очень прочную массу. Кстати, примерно таким образом морские обитатели выращивают свои крепчайшие раковины.

Далее из полученной смеси исследователи изготовили небольшие кирпичи. Получившийся после высыхания материал не уступал по прочности обычному цементу, подчёркивают специалисты.

Цианобактерии минерализировали смесь из песка и гидрогеля, создав прочные кирпичи.Фото CU Boulder College of Engineering and Applied Science.

При дальнейшем исследовании инженеры выяснили, что это ещё не все достоинства созданного ими гибрида. Оказалось, что кирпичи способны… размножаться.

Такое необычное качество строительного материала авторы обнаружили, разделив полученный кирпич пополам. Учёные добавили к каждой половинке ещё немного песка, гидрогеля и питательных веществ. Цианобактериям этого оказалось вполне достаточно, чтобы превратить обломки в два полноразмерных кирпича.

Опробовав подход несколько раз, инженеры успешно «вырастили» три поколения «живых кирпичей». Об этом они рапортуют во всех подробностях в научной работе, опубликованной в издании Matter.

«Бактерии размножаются в геометрической прогрессии, поэтому, вместо того чтобы изготавливать кирпичи один за другим, можно сделать один кирпич и разделить его на два, затем четыре и так далее. Это произвело бы революцию в современных знаниях о строительных материалах и способах их производства», — рассказывает Уил Шрубар в пресс-релизе университета.

Руководитель исследования Уил Шрубар с коллегой изучают самовоспроизводящиеся кирпичи.Фото CU Boulder College of Engineering and Applied Science.

«Живой материал» имеет бесконечный потенциал, считают авторы изобретения. Сооружения из таких кирпичей способны самовосстанавливаться после различных повреждений. Это свойство непременно заинтересует военных.

Более того, Шрубар надеется, что придуманная его командой технология поможет человеку быстрее колонизировать Марс. С помощью культур бактерий, доставленных на Красную планету, астронавты произвели бы нужные строительные материалы из марсианских компонентов прямо на месте.

«Мы впервые пересматриваем парадигму [производства] цементных материалов. И это невероятно, ведь технологии не менялись последние 100 лет. Пройдут годы, прежде чем наш метод начнут широко применять, но мы уже сейчас чувствуем, что создаём новую дисциплину», — добавляет руководитель исследования.

К слову, это далеко не первый случай, когда свойства живых существ вдохновляют специалистов на создание новых материалов. Авторы «Вести.Наука» (nauka.vesti.ru) ранее рассказывали о сверхпрочном веществе, полученном благодаря раку-богомолу, и о «суперклее», формулу которого подсказали черви. Писали мы также о чудо-материале, который самоликвидируется, если его вовремя не «покормить».

Текст: Вести.Наука