Włókna mikrobiologiczne sześciokrotnie zmniejszyły przepuszczalność piasku dla wody — ScienceAlert
Naukowcy z Uniwersytetu Khalifa w Zjednoczonych Emiratach Arabskich, szwajcarskiego instytutu Empa oraz ETH Zurich przetestowali metodę wzmacniania pustynnego piasku włóknami wytwarzanymi przez bakterie i grzyby. W testach laboratoryjnych włókna wyhodowane bezpośrednio w piasku zmniejszyły jego przepuszczalność dla wody około sześciokrotnie. Poinformował o tym ScienceAlert.
Włókna mikrobiologiczne między ziarnami piasku
Do eksperymentów naukowcy wykorzystali piasek z wydm w pobliżu miasta Al-Ajn, a także standaryzowany piasek laboratoryjny do części testów wytrzymałościowych. Po sterylizacji do próbek dodawano roztwory odżywcze i mikroorganizmy: wytwarzającą celulozę bakterię Komagataeibacter medellinensis oraz dwa szczepy grzyba Schizophyllum commune.
Zdjęcia mikroskopowe wykazały, że celuloza bakteryjna przyczepiała się do powierzchni ziaren piasku i łączyła sąsiednie ziarna. W ciągu siedmiu dni kolumna piasku o wysokości około sześciu centymetrów stała się na tyle wytrzymała, że można ją było wyjąć z formy, pociąć na części i umieścić w wodzie bez zniszczenia. Próbki poddane działaniu grzybów również wiązały ziarna piasku, ale okazały się bardziej kruche.
Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.
Oddzielne arkusze celulozy
W innym wariancie eksperymentu badacze osobno hodowali cienkie arkusze celulozy bakteryjnej i układali je między warstwami piasku. Takie arkusze działały jako materiał wzmacniający, rozkładając obciążenie. Podczas demonstracji z obciążeniem o masie 10 kilogramów niewzmocniona kostka piasku odkształciła się znacznie bardziej niż próbka z warstwami celulozy.
W teście z wodą arkusz celulozy zmniejszył przepuszczalność piasku do około jednej dwudziestej ósmej wartości dla nieprzetworzonej próbki. Jednocześnie zdolność piasku z włóknami wyhodowanymi między ziarnami do zatrzymywania wody wzrosła z 20,2% do 25,5%.
Autorzy pracy opublikowanej w czasopiśmie Carbohydrate Polymers uznają włókna mikrobiologiczne za możliwą biodegradowalną alternatywę dla materiałów syntetycznych stosowanych do stabilizacji gruntu. Badanie przeprowadzono jednak w laboratorium: mikroorganizmom zapewniono wodę, substancje odżywcze i dostęp do tlenu. Testy nie oceniały hodowli kultur ani nie określały, jak długo materiał będzie zachowywał się w warunkach pustynnych.
