科学家以真菌为生物基材使混凝土具有自我修复能力

以混凝土建造的桥樑，虽然在受到侵蚀损坏时，较钢桥容易察觉，不过其检修过程相当繁琐，且仅能作为短期的补救，使得老旧的桥樑已成为各国重视的公共安全隐忧。而日前，宾汉顿大学（ Binghamton University ）的一组研究团队发现，使用一种称为里氏木霉（ Trichoderma reesei ）的真菌为生物基材，可以製造出具有自我修复能力的混凝土，有望从此解决这个问题。

老旧桥墩

混凝土在逼近使用年限时，容易出现微小的裂缝。当裂缝出现后，会使得水气、氧气、二氧化碳及氯化物深入其结构，造成进一步的严重损害。因此，研究团队的人员试图寻找一种能够像生物细胞一样，具有自我修复能力的材料，期望能够在裂缝出现时，就将问题处理掉，避免后续的灾难。

里氏木霉

而研究团队发现，此种在工业上常用的真菌，能够胜任此目标。一般情况下，这种真菌在混凝土中会呈现休眠的状态。而当裂缝出现时，水气及氧气得以进入，使里氏木霉开始散播其孢子并发芽、成长。同时会生成修复混凝土所需的碳酸钙（ calcium carbonate ），开始沈澱将裂缝填补起来。最后当裂缝消失后，水气与氧气也被阻断，就会再度进入休眠状态。如同一个具有自我修复能力的建材一般。

而进一步的研究发现。儘管混凝土在受潮后会生成氢氧化钙，导致环境的 pH 值由 6.5 上升至 13.0，但并不影响此真菌的生长。

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近年来，具有自我修复能力的材料成为一大关注的焦点。现已有许多不同的方法能够达成此目标。而研究团队期望能够解决以生物为基材的几大问题，包括此种生物是否能在艰困的环境下生存及如何提高自我修复的效率。此研究论文目前已发表于《建筑与建材》（ Construction and Building Materials ）期刊中。

 

参考资料：

Flores, R. (n.d.). Using fungi to fix bridges – Binghamton News. Retrieved January 23, 2018.BINGUNEWS Luo, J., Chen, X., Crump, J., Zhou, H., Davies, D. G., Zhou, G., . . . Jin, C. (2018). Interactions of fungi with concrete: Significant importance for bio-based self-healing concrete. Construction and Building Materials, 164, 275-285. doi:10.1016/j.conbuildmat.2017.12.233