透過添加特殊的真菌，美團隊要讓混凝土能像人一樣受傷後「自我修復」

隨著使用時間一長，混凝土建築經常會出現微小裂縫，而這些裂縫便是許多問題的來源。如果沒有經過適當處理，這些裂縫往往會進一步發展，最終導致結構問題及昂貴的維修費用。

但如果混凝土的裂縫能自我修復呢？

這並不是空談，過去荷蘭科學家 Henk Jonkers 就曾發明新型態的生物混凝土（Bioconcrete），透過細菌自我修復功能，讓一定程度以下的裂縫都能自我修復，這項研究目前也仍在持續。

如今不只是荷蘭，美國賓漢頓大學（Binghamton University）研究人員近日也開發出一種新型態的混凝土，透過添加特殊的真菌，混凝土在出現裂縫時將能自我修復，團隊相信這將能夠幫助基礎設施上經常出現的修復問題。

團隊成員之一、機械工程系助理教授 Congrui Jin 指出，混凝土的微小裂縫幾乎是所有問題的來源，一旦這些裂縫擴展到鋼筋周遭，一切就不再只是混凝土的問題，「在接觸到空氣中水、氧氣、二氧化碳或氯化物的情況下，鋼筋便會受腐蝕進而導致結構失效。」

考量到混凝土的應用如此廣泛，這些裂縫可能會導致巨大、潛在性的基礎設施問題，舉例來說，核電廠的屏蔽層便是以混凝土打造，雖然運用結構補強技術能幫助老化的混凝土，但這仍然只是短暫的修復方法，等到下一個裂縫出現時一切又得重來一次。

（Source：Binghamton University/Jonathan Cohen）

為了避免這些情況，研究團隊便開始著手尋找一種方法可長期修復混凝土。收集了許多資料後，他們得到一個不太尋常的答案：Trichoderma reesei 真菌。透過將真菌孢子和營養物一同放入混凝土基材（matrix）中混合，無法接觸到空氣的情況下，真菌會處於休眠狀態，直到第一道裂縫出現。

團隊之所以出現這個想法，主要受到人體能自我修復傷口的奇妙能力啟發，就像人體一樣，研究人員希望對混凝土受損的「皮膚」或「組織」，主體能透過採取營養產生新的替代品，來治療受損的部位。

「當裂縫產生，水和氧氣進入其中並逐漸達到充足，休眠的真菌孢子便會發芽、生長並沉澱碳酸鈣來治療裂縫。當裂縫被完全填滿，最終不再有水和氧氣進入時，真菌便會再變回孢子的型態，等到下一次環境適合時便會再次甦醒。」

這項研究仍處於初期階段，目前最大的考驗還是真菌在混凝土惡劣環境中的生存能力。隨著進一步的調整，Jin 希望 Trichoderma 將能有效彌補裂縫。

雖然將高效率的自癒混凝土帶到市場上仍是一個巨大的挑戰．但 Jin 認為，這些應用替代微生物的混凝土具有潛在的重要性存在，因此團隊仍會持續進行研究。

相關論文已經發表在《建築與建材》（Construction and Building Materials）期刊。