สร้างบ้านจากเชื้อรา? นักวิจัยสหรัฐฯ พัฒนาอิฐมีชีวิต หวังลดใช้ปูนซีเมนต์และคาร์บอนฯ

การอยู่อาศัยในบ้านที่สร้างจากเชื้อราและแบคทีเรียอาจฟังดูเหมือนนิยายวิทยาศาสตร์ แต่ล่าสุด ทีมนักวิจัยจากรัฐมอนแทนา สหรัฐอเมริกา กำลังก้าวเข้าใกล้ความจริงเข้าไปอีกขั้น จากผลงานวิจัยที่ใช้ “ไมซีเลียม” (mycelium) หรือโครงข่ายรากใต้ดินของเชื้อรา มาสร้างเป็นวัสดุก่อสร้างที่มีชีวิตและสามารถซ่อมแซมตัวเองได้

แม้ว่าการสร้างโครงสร้างที่แข็งแรงรองรับน้ำหนักได้จากวัสดุมีชีวิตอาจยังต้องใช้เวลาอีกหลายปี แต่การค้นพบนี้ถือเป็นความก้าวหน้าสำคัญในการพัฒนา “วัสดุทางเลือกที่ยั่งยืนแทนซีเมนต์” ซึ่งเป็นสารยึดเกาะหลักในคอนกรีต “เชลซี ฮีเวอแรน” (Chelsea Heveran) ผู้เขียนอาวุโสของงานวิจัยกล่าวว่า ปัจจุบัน มีการผลิตซีเมนต์มากกว่า 4,000 ล้านตันต่อปี และกระบวนการผลิตดังกล่าวมีส่วนสร้างคาร์บอนไดออกไซด์ถึงประมาณ 8% ของการปล่อยทั่วโลก 

ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยรัฐมอนแทนาได้นำแบคทีเรียที่สามารถสร้างแคลเซียมคาร์บอเนตสารประกอบที่พบในปะการัง เปลือกไข่ และหินปูน มาใส่ลงในเส้นใยไมซีเลียมที่เติบโตเป็นโครงร่าง โดยอาศัยกระบวนการ biomineralization หรือการสร้างแร่จากสิ่งมีชีวิต แคลเซียมคาร์บอเนตที่ได้จะเปลี่ยนไมซีเลียมจากวัสดุยืดหยุ่น เหนียวเหนอะ ให้กลายเป็นวัสดุแข็งคล้ายกระดูก

ด้านทีมนักวิจัยกล่าวว่า “เราไม่ใช่กลุ่มแรกที่ทำวัสดุชีวภาพด้วยวิธีนี้ แต่ปัญหาคือแบคทีเรียมักอยู่ได้ไม่นาน เราจึงใช้ไมซีเลียมเป็นโครงรองรับ เพราะมันแข็งแรงตามธรรมชาติ และในบางกรณีก็สามารถ biomineralize ได้เอง” 

เดิมทีทีมวิจัยพยายามให้เชื้อรา Neurospora crassa สร้างแร่ด้วยตัวเอง แต่พบว่าหากฆ่าเชื้อราเสียก่อน แล้วจึงเติมแบคทีเรีย Sporosarcina pasteurii ซึ่งย่อยยูเรีย (อาหารของแบคทีเรีย) ก็จะสามารถเร่งกระบวนการให้แข็งตัวได้รวดเร็วยิ่งขึ้น โดยแบคทีเรียจะสร้างผลึกแคลเซียมคาร์บอเนตรอบเส้นใยเชื้อรา ที่น่าทึ่งคือ วัสดุชีวภาพอื่น ๆ มักมีชีวิตเพียงไม่กี่วัน แต่ทีมของฮีเวอแรนสามารถทำให้แบคทีเรียมีชีวิตอยู่ในวัสดุได้นานถึง 4 สัปดาห์ และคาดว่าในอนาคตอาจอยู่ได้นานเป็นเดือนหรือหลายปี

ฮีเวอแรนกล่าวว่า “ในการทดลองถัดไป เราต้องการทดสอบว่าเราสามารถซ่อมรอยร้าวได้ไหม หรือจะใช้เซนเซอร์วัดสิ่งต่าง ๆ จากแบคทีเรียเหล่านี้ได้ไหม เช่น หากอากาศในบ้านแย่ กำแพงที่มีชีวิตนี้จะสว่างขึ้นเพื่อเตือน”

แม้จะมีความหวัง แต่นักวิจัยท่านอื่นเตือนว่าการทดสอบในห้องทดลองยังอยู่ในระดับเล็กมาก และยังห่างไกลจากการใช้งานจริงในงานก่อสร้าง เช่น ความแข็งแรงต่อแรงกดหรือแรงดึงที่จำเป็น fhko ดร.อวินัช มัญจูลา-บาสาวันนา นักวิจัยอาวุโสจากมหาวิทยาลัยนอร์ทอีสเทิร์น กล่าวว่า “วัสดุก่อสร้างไม่ได้วัดกันแค่ความแข็ง แต่ต้องมีความทนทานต่อแรงกดด้วย ซึ่งยังต้องทดสอบอีกมาก” ซึ่งเขาเชื่อว่าวัสดุมีชีวิตเหล่านี้อาจเริ่มใช้กับสิ่งปลูกสร้างขนาดเล็ก เช่น บ้านชั้นเดียว หรือโครงสร้างชั่วคราวในอีก 5-10 ปีข้างหน้า

อีกประเด็นที่น่ากังวลคือ “เชื้อรา” อาจเป็นอันตรายต่อระบบทางเดินหายใจ แม้ว่าการฆ่าเชื้อราจะช่วยลดความเสี่ยงจากสารก่อภูมิแพ้ แต่ยังต้องศึกษาด้านสุขภาพเพิ่มเติมก่อนนำไปใช้จริงในที่อยู่อาศัย

แม้เราจะยังไม่เห็นอิฐเชื้อราในร้านวัสดุก่อสร้างในเร็ว ๆ นี้ แต่งานวิจัยนี้กำลังดึงความสนใจจากหน่วยงานรัฐบาลหลายแห่งในสหรัฐฯ เนื่องจากมีศักยภาพในการใช้งานที่หลากหลาย เช่น ฉนวนกันความร้อน บรรจุภัณฑ์ หรือแม้แต่การก่อสร้างในอวกาศ  ฮีเวอแรนยังกล่าวอีกด้วยว่า “ถ้าเราต้องสร้างโครงสร้างพื้นฐานในพื้นที่ห่างไกล หรือในอวกาศ การขนซีเมนต์ไปยังจุดนั้นเป็นเรื่องยากและแพงมาก แต่วัสดุแบบนี้อาจเติบโตขึ้นเองจากของที่ขนไปเพียงเล็กน้อย ซึ่งน่าตื่นเต้นมาก”