A fost creat „cimentul viu”, care se poate reproduce. Materialul ar putea fi folosit pe Marte

Cimentul are la bază cianobacterii, o clasă de microbi comuni care captează energie prin fotosinteză. Cianobacteriile sunt algele albastre-verzi care se găsesc în toate mediile acvatice şi cele caracterizate de umiditate persistentă. Prin procesul fotosintetic se absoarbe dioxidul de carbon, spre deosebire de metodele convenţionale de fabricare a cimentului, care elimină în atmosferă cantităţi uriaşe de gaze cu efect de seră.

Bacteriile oferă noului material de construcţie şi o culoare neobişnuită, verde, care devine mai deschisă pe măsură ce cimentul se usucă. "Chiar arată ca un material Frankestein", spune Wil Srubar, inginer şi coordonator al echipei de cercetători.

Marele avantaj al noului material de construcţie este acela că, în loc să se adauge bacterii cimentului convenţional - un mediu neospitalier -, procesul este orientat spre microbi. Bacteriile sunt determinate să creeze ciment şi sunt menţinute vii pentru a putea face acest lucru şi mai târziu. De exemplu, acestea ar putea repara o crăpătură apărută în zidul construit din acest ciment.

Noul ciment, descris într-un articol publicat în Matter, săptămâna aceasta, "reprezintă o nouă clasă de materiale de construcţie cu emisii de carbon reduse", spune Andrea Hamilton, expert în ciment, de la Universitatea din Strathclyde, Scoţia.

Pentru a obţine cimentul, cercetătorii au încercat iniţial să pună cianobacterii într-un amestec de apă călduţă, nisip şi nutrienţi. Microbii au absorbit lumină şi au produs carbonat de calciu, cimentând treptat nisipul, însă procesul dura prea mult.

Anterior, Srubar a lucrat cu gelatină, un ingredient alimentar care, odată dizolvat în apă şi răcit, forma legături speciale între moleculele sale. De asemenea, gelatina poate fi folosită la temperaturi reduse, prietenoase cu bacteriile. Srubar a sugerat adăugarea de gelatină obişnuită pentru a întări matricea creată de bacterii. După ce a fost dizolvată în soluţie cu bacteriile, turnată în forme şi răcită la frigider, gelatina şi-a format legăturile, crescând duritatea. Gelatina a ajutat bacteriile să creeze mai rapid ciment viu mai durabil.

După o zi, amestecul a format blocuri de ciment de diverse dimensiuni, în funcţie de forma în care a fost turnat. Cuburile de cinci centimetri s-au dovedit a fi suficient de puternice pentru a susţine greutatea unui adult, deşi materialul este considerat slab comparativ cu cimentul convenţional. Blocurile de dimensiunea unei cutii de pantofi au arătat însă potenţial de a fi folosite pentru construcţii reale.

Depozitate la aer, blocurile au atins limita de duritate în câteva zile, iar bacteriile au început să moară treptat. Însă, chiar şi după câteva săptămâni, blocurile de ciment sunt vii, pentru că, dacă sunt expuse la temperaturi înalte şi căldură, multe bacterii îşi revin. Cercetătorii pot să ia un bloc de ciment şi să îl taie în jumătate cu un fierăstrău cu vârfuri din diamant, să îl pună în apă caldă cu materii prime, să-l toarne în forme şi să înceapă să facă o nouă cantitate de ciment. Fiecare bloc de ciment poate genera alte trei generaţii de structuri identice.

Departamentul pentru apărare din SUA este interesat de acest tip de ciment, pentru construcţiile în regiuni îndepărtate sau medii austere, precum deşertul.

Marele avantaj este faptul că pentru acest ciment se folosesc materii prime obişnuite. Dacă pentru materialul de construcţie convenţional este necesar nisip nefolosit anterior, ce se poate colecta din ape curgătoare, lacuri sau oceane, pentru cel viu se poate folosi inclusiv ciment reciclat sau sticlă pisată.

În prezent, echipa de cercetători încearcă să găsească metode de a creşte duritatea cimentului, pentru a-l face mai practic, de a creşte rezistenţa microbilor la deshidratare, de a reconfigura materialul pentru a putea fi uşor asamblat şi de a descoperi alte tipuri de cianobacterii care nu au nevoie de un gel.

Srubar spune că biologia sintetică poate creşte posibilităţile în ceea ce priveşte materialele de construcţie. De exemplu, se pot crea materiale care detectează şi răspund la compuşi toxici sau care pot lumina în momentul în care apar defecte de structură. "Cimentul viu" ar putea fi util pentru construcţiile în medii şi mai neprietenoase decât deşertul, pe alte planete, precum Marte, unde nu pot fi transportate cantităţi mari de materiale.