微生物纤维将沙子的透水性降低了六倍——ScienceAlert

阿拉伯联合酋长国哈利法大学、瑞士Empa研究所和苏黎世联邦理工学院的研究人员测试了一种利用细菌和真菌产生的纤维加固沙漠沙子的方法。实验室测试显示，直接在沙中生长的纤维使其透水性降低了约六倍。ScienceAlert对此进行了报道。

沙粒之间的微生物纤维

在实验中，科学家使用了阿尔艾因市附近沙丘的沙子，以及用于部分强度测试的标准化实验室用沙。灭菌后，研究人员向样本中加入营养液和微生物：可产生纤维素的细菌Komagataeibacter medellinensis，以及两种裂褶菌Schizophyllum commune菌株。

显微图像显示，细菌纤维素附着在沙粒表面，并将相邻颗粒连接起来。七天后，一个高约六厘米的沙柱变得足够坚固，可以从模具中取出、切成数块并放入水中而不发生破坏。经真菌处理的样本同样能将沙粒黏结起来，但更为脆弱。

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独立的纤维素片层

在另一种实验方案中，研究人员单独培养了薄的细菌纤维素片层，并将其铺设在沙层之间。这些片层作为加固材料，起到分散载荷的作用。在一项使用10公斤载荷的演示中，未加固的沙立方体比含有纤维素夹层的样本变形明显更大。

在水测试中，一张纤维素片层将沙子的渗透性降至未经处理样本的约二十八分之一。同时，颗粒间生长有纤维的沙子持水能力从20.2%提高到25.5%。

这项发表于《Carbohydrate Polymers》期刊的研究作者认为，微生物纤维可作为土壤稳定化所用合成材料的一种潜在可生物降解替代品。不过，该研究是在实验室中进行的：微生物获得了水、营养物质和氧气供应。测试并未评估培养这些微生物的过程，也没有确定该材料在沙漠条件下能保持多久。