Un gruppo di ricerca guidato dalla dottoressa Congrui Grace Jin ha messo a punto una soluzione molto interessante per le case del futuro: un calcestruzzo "vivente" in grado di autoripararsi. L'ispirazione per questa straordinaria innovazione arriva direttamente dalla natura, osservando la resilienza dei licheni. Questi organismi, composti da un'alleanza tra funghi e cianobatteri, riescono a sopravvivere in condizioni estreme nutrendosi semplicemente di aria, luce solare e acqua.
Partendo da questo modello, il team ha sviluppato una versione sintetica di questa simbiosi da integrare nel calcestruzzo. Il sistema si basa sulla collaborazione tra cianobatteri diazotrofi, capaci di assorbire anidride carbonica e azoto direttamente dall'atmosfera, e funghi filamentosi. Questi ultimi hanno il compito di raccogliere gli ioni di calcio e di facilitare la produzione di carbonato di calcio (CaCO3), un minerale che agisce come un vero e proprio stucco naturale, sigillando le fessure. Il potenziale di questa tecnologia è enorme, se si considera uno dei problemi più cronici e costosi del nostro mondo moderno.
Il calcestruzzo è il materiale da costruzione più utilizzato sul pianeta, fondamentale per edifici, strade e ponti. Tuttavia, con il tempo e le sollecitazioni, tende inevitabilmente a creparsi. Anche le microfratture più piccole diventano una via d'accesso per acqua e aria, innescando un processo di corrosione dell'armatura in acciaio interna e compromettendo la stabilità strutturale. La manutenzione e la riparazione di questi danni sono operazioni complesse e dispendiose, specialmente su infrastrutture critiche come ponti e autostrade.
L'idea di usare i microbi per un calcestruzzo autoriparante non è del tutto nuova e viene esplorata da oltre trent'anni. Finora, però, questi tentativi si sono scontrati con un limite insormontabile: la necessità di fornire costantemente nutrienti esterni per mantenere in vita e attivi gli agenti microbici.
La soluzione della dottoressa Jin supera questo ostacolo, creando un sistema completamente autonomo che non richiede alcun intervento umano per funzionare. Nei test di laboratorio, i ricercatori hanno sperimentato diverse combinazioni di microbi, dimostrando che le colture miste di funghi e cianobatteri non solo sopravvivevano con la sola esposizione ad aria e luce, ma erano anche più sane e produttive rispetto alle colture isolate. Hanno inoltre confermato la capacità del sistema di formare carbonato di calcio all'interno di campioni di calcestruzzo, un passo decisivo verso l'applicazione nel mondo reale. Questo approccio potrebbe un giorno ridurre drasticamente la necessità di ispezioni manuali e costosi interventi di manutenzione.
Il progetto, finanziato dal programma Young Faculty Award della DARPA, non si limita all'ingegneria, ma esplora anche le implicazioni sociali ed etiche, collaborando con scienziati sociali per capire la percezione del pubblico verso l'idea di avere organismi "viventi" integrati nelle nostre costruzioni.
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