» Trong bối cảnh đô thị hóa diễn ra nhanh chóng, nhu cầu xây dựng không ngừng gia tăng, kéo theo những thách thức lớn về môi trường. Một trong số đó là việc giảm phụ thuộc vào bê tông – vật liệu chiếm tới 8% lượng khí thải CO₂ toàn cầu, chủ yếu đến từ quá trình sản xuất xi măng. Do đó, tìm kiếm các giải pháp xây dựng bền vững, thân thiện với môi trường đang trở thành ưu tiên cấp thiết của ngành xây dựng hiện đại.
Một hướng đi đầy triển vọng đang được các nhà khoa học tại Đại học bang Montana (Hoa Kỳ) nghiên cứu phát triển vật liệu xây dựng từ sợi nấm. Đây là một phần trong lĩnh vực vật liệu sống kỹ thuật (ELM – Engineered Living Materials) - một hướng nghiên cứu mới trong khoa học vật liệu, nơi các vi sinh vật như nấm, vi khuẩn, tảo… được tích hợp để tạo nên những vật liệu có khả năng mà vật liệu truyền thống không thể có tự phục hồi, thích nghi và bền vững.
Cụ thể, nhóm nghiên cứu đã kết hợp sợi nấm Neurospora crassa - một loại nấm phát triển nhanh, có cấu trúc dạng rễ với vi khuẩn Sporosarcina pasteurii, vốn có khả năng khoáng hóa sinh học, tức là tạo ra các khoáng chất như canxi cacbonat để liên kết các hạt đất, cát thành vật liệu rắn chắc tương tự như xi măng. Kết quả là một loại vật liệu lai có thể phát triển, tự sửa chữa và duy trì kết cấu ổn định.
Hình ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM) và kính hiển vi cộng hưởng từ (confocal) của S. pasteurii được nuôi cấy trong môi trường nuôi cấy lỏng.
Một điểm đột phá của nghiên cứu nằm ở khả năng kiểm soát hình dạng và cấu trúc bên trong của vật liệu thông qua mạng lưới sợi nấm. Nhờ đặc tính linh hoạt của sợi nấm, vật liệu có thể được tạo hình phức tạp, ví dụ như cấu trúc mô phỏng xương giúp tăng độ cứng và khả năng chịu lực.
Đặc biệt, các vi sinh vật trong vật liệu vẫn sống và hoạt động trao đổi chất ít nhất trong vòng 4 tuần - thời gian dài hơn hầu hết các vật liệu sống hiện nay. Khả năng “tự duy trì” này mở ra triển vọng về một loại vật liệu xây dựng có thể tự phục hồi khi bị tổn thương, từ đó kéo dài tuổi thọ công trình và giảm chi phí bảo trì.
Tuy nhiên, để ứng dụng rộng rãi, vật liệu từ nấm vẫn còn nhiều rào cản cần vượt qua, như chi phí sản xuất, khả năng lưu trữ, vận chuyển và mở rộng quy mô. Dù vậy, đây là lần đầu tiên sợi nấm được chứng minh có thể tham gia hiệu quả vào quá trình tạo vật liệu sống có khoáng hóa sinh học. Nếu tiếp tục được phát triển thành công ở quy mô công nghiệp, vật liệu này hoàn toàn có thể trở thành một lựa chọn thay thế bê tông, góp phần xây dựng một ngành công nghiệp xây dựng xanh và bền vững hơn trong tương lai.
ximang.vn (TH/ TC Xây dựng)
