على مدى أكثر من 100 عام، لم تتغير على الإطلاق التقنيات المستخدمة في صناعة الخرسانة التي يتم استخدامها في البناء، لكن الباحثين في جامعة كلورادو قاموا بابتكار طريقة ثورية جديدة لصناعة مواد البناء من الكائنات الحية.
إذ تمكن الباحثون، حسب دراسة نشرت في دورية «ماتر Matter» من استخدام الرمال والبكتيريا لصناعة «مادة حية» يمكن استخدامها كبديل أكثر استدامة من الخرسانة المعتمدة على الإسمنت، وبالتالي يمكن استخدامها للبناء في أماكن مثل المريخ.
وابتكر الفريق الخليط عبر استخدام «سقالات بيولوجية» مكونة من الرمال والهيدروجيل لتنمو فيها البكتيريا، وهو ما يُعد أول مادة حية خضراء صديقة للبيئة يمكن استخدامها للبناء.
في تلك الطريقة، يحتفظ «الهيدروجيل» بالرطوبة والمواد المغذية للبكتيريا، وهو ما يمكن تلك الكائنات من التكاثر، ومن ثم التمعدن، تماماً بالأسلوب ذاته الذي تتشكل فيه الأصداف في المحيطات.
ويقول المؤلف الرئيس للدراسة، ويل سوروبار - وهو رئيس مختبر المواد الحية في جامعة «كولوادو لولدر» ـ إن استخدام البكتيريا في صناعة مواد البناء فكرة جديدة، إذ تبدو وكأنها وسيلة لصناعة مادة «حية» يمكن أن تتكاثر وتتمدد وتتمعدن باستمرار لإكساب البناء قوة وصلابة ومتانة وقدرة على مواجهة العوامل الجوية، وحتى الزلازل والفيضانات والكوارث الطبيعية.
ويمكن للمادة الجديدة أن تتكاثر باستمرار، إذ تستطيع البكتيريا ـ بمساعدة الرمل الزائد والهيدروجيل والمواد المغذية - تكوين «الخرسانات الحية» باستمرار، إذ إن مجموعة واحدة من البكتيريا يمكن أن تستخدم لإنتاج ما يصل حجمه إلى 8 قراميد «طوب رملي» بعد تكاثرها لثلاثة أجيال فحسب.
بعد إتمام عملية تكاثر البكتيريا، يقوم العلماء بتجفيف الطوب بالكامل للوصول إلى الحد الأقصى من السعة الهيكلية (متانة الطوب وقوته). ويمكن للباحثين التحكم في وقت نمو البكتيريا ووقفها نموها عند الطلب.
ويقول سوروبار إن ما يُثير الحماس في الابتكار هو أنه «يتحدى الطرق التقليدية التي نصنع بها مواد البناء».
وتعد الخرسانات ثاني أكثر المواد استهلاكاً على الأرض بعد الماء. ويعتبر إنتاج الإسمنت ـ المسحوق اللازم لصنع الخرسانة - مسؤولاً وحده عن 6% من انبعاثات ثاني أكسيد أكسيد الكربون.
ويمكن استخدام تلك الطريقة للبناء في الأماكن ذات الموارد المحدودة، كالصحراء أو حتى على الكواكب الأخرى كالمريخ.
ففي البيئات القاسية كالصحراء، ستؤدي تلك المواد أداء جيداً بشكل خاص، لأنها تستخدم ضوء الشمس لتنمو وتتكاثر، ولا تحتاج سوى للقليل جداً من المواد الخارجية.