Архитектор пошла по грибы

Участница магистерской программы НИУ ВШЭ предложила использовать в строительстве материал микокарст

Россиянка Анна Будникова получила на саммите Biodesign Challenge 2019 в Нью-Йорке премию Outstanding Science за исследование микокарста — самовосстанавливающегося материала на основе спор грибов. Девушка является выпускницей международной магистерской программы НИУ ВШЭ «Прототипирование городов будущего» и стипендиатом гранта президента Республики Татарстан.

Эта история началась два года назад, когда четверо молодых людей (и в их числе Анна Будникова) поступили благодаря гранту президента Татарстана на магистерскую программу в «Шухов Лаб» Высшей школы экономики. Планировалось, что студенты займутся исследованиями и разработкой проектов, которые могут быть затем использованы при решении городских проблем в республике. Будникова взялась за проблему карстовых провалов, она изучала ее на примере участка возле казанской реки Ноксы.

Если говорить о сути предложенной технологии, то микокарст — это новое поколение биоматериалов на основе карстового или каменного композита и грибных спор. Как известно, феномен карстовых воронок — уникальное природное явление, возникающее в результате растворения мягких пород грунта подземными водами. Из-за этого часто происходят обрушения фрагментов ландшафта — провалы на дорогах и т. д. Несколько таких инцидентов произошло и в Казани — городе, наполовину расположенном на карстовой платформе. Оказалось, что проблему карстовых провалов можно частично решить с помощью спор грибов. При попадании на них влаги споры начинают расширяться в трещинах материала и вырабатывать природный известняк. Среди образующихся материалов наиболее прочными оказались карстовые модули с компонентами золы, доломитовой муки и глины, они способны удерживать свой вес и внешнюю нагрузку до 40 мегапаскалей (МПа). Споры грибов производят несколько важных компонентов, в частности, карбонатные минералы, отвечающие за упругость, а также эластичное биологическое вещество, связывающее карстовые зерна.

«Мой проект демонстрирует, как с помощью спор грибов возможно управлять таким непрограммируемым явлением, как карст: расширяясь под воздействием влаги в открывшихся трещинах материала и реагируя с его компонентами, споры начинают формировать новый ландшафт без непосредственного участия человека», — пояснила Анна Будникова. Такая технология может применяться и в отношении архитектурных стеновых материалов.

«На эту магистерскую программу я шла вполне осознанно, поскольку заканчивала КГАСУ (Казанский государственный архитектурно-строительный университет — «СГ») с инновационным проектом «Гидрологический кластер», который занял первое место в Нью-Йорке на международном конкурсе d3 Natural Systems в 2016 году, — рассказала Будникова. — Проект «Микокарст» разрабатывался как магистерская диссертация под руководством ведущего эксперта «Шухов Лаб» Елены Митрофановой. Я уже давно изучаю применение биотехнологий в архитектуре и выполнила несколько проектов в этой области».

Проблемой карстовых провалов Анна заинтересовалась по нескольким причинам. Во-первых, это имело отношение к ее родному городу, во-вторых, ее привлекла загадочность гидрогеологического феномена, открывающего новые потенциальные возможности для архитектурных решений. Кроме того, тема эта до сих пор оставалась неисследованной, «умных» стратегий по борьбе с карстом практически нет, хотя есть несколько актуальных решений в отношении архитектурных материалов. Заметим также, что в настоящее время активно ведутся разработки в области самовосстанавливающихся материалов и биоцементации грунта с помощью бактерий.

Кроме того:

Помимо Анны Будниковой, гранты президента Татарстана получили Александр Алтенков, Дарья Климова и Валерия Мифтахова. Александр Алтенков исследовал преобразование движений ветвей деревьев в источник энергии (эта технология может быть использована для освещения общественных пространств). Дарья Климова работала над методикой применения «живых фасадных модулей», которые могут поддержать биоразнообразие в Набережных Челнах, а Валерия Мифтахова занималась разработкой приложения Smart Nature (оно позволит «общаться» с деревьями и отслеживать их состояние). Недавно в Казани молодые люди представили свои проекты президенту РТ Рустаму Минниханову и заместителю мэра Москвы Марату Хуснуллину. После презентации Марат Хуснуллин заявил, что столичные власти готовы попробовать применить проекты при создании нового современного парка в Москве.

Справочно:

Саммит Biodesign Challenge (BDC) — ежегодный международный конкурс разработок в области биотехнологий среди молодых специалистов: медиков, химиков, урбанистов и архитекторов. В конкурсе 2019 года приняли участие 500 молодых специалистов из 36 лучших университетов и высших школ со всего мира. Жюри оценивало проекты по таким критериям, как оригинальность идеи, презентация разработки влияние результатов и работы на качество жизни людей.