Los hongos son ingenieros maestros capaces de construir vastas redes subterráneas. Ahora, los investigadores han aprovechado sus capacidades para crear un materials de construcción vivo que podría ser una alternativa sostenible al cemento y algún día incluso repararse.
La naturaleza ha desarrollado algunos materiales de construcción impresionantes que a menudo pueden ir cara a cara con los mejores hechos por los humanos. La madera, el coral y el hueso tienen excelentes proporciones de resistencia / peso, y se forman a temperatura ambiente de suministros fácilmente disponibles.
No es de extrañar que los ingenieros tengan mucho soñó con aprovechar estos poderes en Estructuras hechas por humanos. Ahora, los científicos han combinado hongos y bacterias para crear un materials vivo que se mantenga vivo durante hasta un mes y puede formar estructuras óseas. Los investigadores dicen que este enfoque podría algún día usarse para crear componentes estructurales que se reparen a sí mismos.
“Estamos entusiasmados con nuestros resultados y esperamos ingeniería de estructuras más complejas y más grandes”, Chelsea Heveran de la Universidad Estatal de Montana, quien dirigió el estudio, dijo Nuevo científico. “Cuando la viabilidad es suficientemente alta, podríamos comenzar a impartir realmente características biológicas duraderas al materials que nos importa, como la autocuración, la detección o la remediación ambiental”.
El nuevo materials se basa en un proceso llamado biomineralización. En este proceso, las células convierten el calcio en su entorno en depósitos de carbonato de calcio que se endurecen los tejidos o estructuras subyacentes, como en la formación de hueso o coral. Pero ciertos microbios también pueden producir carbonato de calcio. Los ingenieros han utilizado el proceso para crear “biocemento” para sellar grietas en pozos de aceite y gasoline o producir mampostería.
Sin embargo, los microbios generalmente solo viven durante unos días, dejando los materiales finales inertes. Cada vez más, los científicos están trabajando para crear “materiales de vida diseñados” donde las células siguen siendo viables. Estos materiales podrían repararse a sí mismos, fotosintetizar o sentir su entorno.
Los investigadores del estado de Montana crearon su nuevo materials al combinar las capacidades de ingeniería estructural del hongo (Neurospora crassa) con las capacidades de biomineralización de las bacterias (Sporosarcina pasteurii). Describieron el trabajo en un papel reciente en Cell informa ciencia física.
Primero, convencieron el micelio del hongo, la crimson de filamentos de raíz que constituyen la mayor parte de la mayoría de los hongos, para convertirse en un andamio de malla. Luego agregaron las bacterias a estos andamios y los colocaron en una fórmula de crecimiento rica en calcio, que los microbios convirtieron en carbonato de calcio en solo 24 horas.
Encontraron que los microbios del materials permanecieron viables hasta cuatro semanas después de la eliminación de la fórmula, cuando se mantienen a 86 grados Fahrenheit. Los investigadores no probaron si el materials podría repararse, pero dicen que mantener a las células vivas por más tiempo es un primer paso essential hacia este objetivo.
El equipo también creó andamios en forma de haz que imitan la estructura del hueso cortical, el tipo de hueso más fuerte que proporciona su integridad estructural, y luego los mineralizó efectivamente. Controlar la forma interna de los andamios como este podría ampliar significativamente los tipos de estructuras y usos que estos materiales podrían apuntar.
Una limitación es que los investigadores no pudieron cultivar las dos especies juntas. Tuvieron que matar el hongo después de que había crecido el andamio antes de agregar la micro organism. Esto significa que el materials solo vive parcialmente, lo que podría limitar lo que puede hacer en el futuro.
Pero el trabajo abre nuevas posibilidades para el crecimiento de los materiales de construcción de alto rendimiento que son más sostenibles e incluyen características inteligentes como la auto reparación o la generación de energía.
