Бактерии-строители. Швейцарские и эмиратские ученые «оживили» пустынный песок
Ученые из Университета Халифы (ОАЭ), швейцарского института Empa и Цюрихского политехнического института вырастили в песке микробные волокна, которые скрепляют песчинки и удерживают влагу.
Об этом сообщает Science Alert.
Команда испытала два способа. В первом бактерии и грибы выращивали прямо в песке, в результате чего образовался материал, который авторы назвали «живым песком»: он терял воду в шесть раз медленнее. Во втором способе листы бактериальной целлюлозы выращивали отдельно и прокладывали между слоями песка, что снизило его водопроницаемость примерно в 28 раз.
Исследователи использовали бактерию Komagataeibacter medellinensis, вырабатывающую целлюлозу, и два штамма гриба Schizophyllum commune. Песок был собран на дюнах возле города Эль-Айн в ОАЭ. Под микроскопом было видно, как волокна целлюлозы цепляются за песчинки и связывают соседние между собой.
Бактерии справились лучше, чем грибы. За семь дней песчаный столбик высотой около 6 см стал настолько прочным, что его извлекли из формы и разрезали, а фрагменты не распадались в воде. Образцы с грибами оказались более хрупкими. Куб с прослойками из целлюлозы под нагрузкой в 10 кг проседал значительно меньше, чем необработанный.
«Такой подход позволяет нам вносить в песок органическое вещество и воду и в определенной степени стабилизировать его», — сказал руководитель лаборатории целлюлозы и древесных материалов Empa Густав Нюстрем.
Авторы полагают, что микробные волокна могут стать биоразлагаемой альтернативой части синтетических материалов для укрепления почвы и помочь сдерживать ветровую эрозию. Впрочем, работа пока носит лабораторный характер: микробы выращивались в контролируемых условиях, а выращивание растений и устойчивость материала в условиях пустыни не проверялись.
Результаты исследования опубликованы в журнале Carbohydrate Polymers.