Для фермеров, работающих с песчаными почвами, полив — лишь часть задачи: песчинки образуют щели, через которые вода быстро уходит, а ветер может сдуть рыхлый песок. Чтобы растениям жить, нужно удерживать влагу вокруг корней и сохранять песок на месте. Такую проблему обозначили в контексте экспериментов: исследователи изучали, сможет ли биоматериал, образованный микроорганизмами в песке, удерживать влагу более эффективно. В материалах отмечается, что песок может терять влагу быстрее из-за трещин между зернами и ветровой эрозии.

В рамках исследования ученые проверили две стратегии. Во-первых, выращивание бактерий и грибов прямо в песке привело к образованию «живого песка», который, по данным испытаний, снизил уход за влагой примерно в шесть раз. Во-вторых, они выращивали тонкие слои целлюлозы бактерий и помещали их между слоями песка; такие пластины заметно снижали проницаемость воды — примерно в 28 раз по лабораторным тестам. Эти данные отражены в публикации в Carbohydrate Polymers и сопровождают описания экспериментальных подходов.

Участники проекта — Khalifa University (ОАЭ), Empa и ETH Zurich, сотрудничавшие над растущими сетями микробной целлюлозы. В частности, исследование использовало бактерию Komagataeibacter medellinensis и две штаммовые разновидности гриба Schizophyllum commune, при этом грибы имели разные характеристики роста. Виден прямой комментарий руководителя лаборатории Empa: «создается своего рода естественный композит», — что подчеркивает структурную роль целлюлозы в связке зерен песка.

Эмпирические результаты показывают различия между подходами. Бактериальная обработка дала более прочные образцы: через семь дней песчаная колонна высотой около 6 сантиметров сохраняла форму и могла быть извлечена из формы и разрезана на части, которые сохраняли целостность в воде. Грибы связали зерна тоже, но образцы оказались более хрупкими: часть распалась при извлечении из форм или разрезании после сушки. В рамках второго подхода с целлюлозными пластинами данные демонстрировали, что панели, выращенные дольше, сделали образцы жестче, и они обеспечили наибольшее снижение проницаемости воды.

Авторы подчеркивают, что работа пока остается лабораторной: микроорганизмы получали воду и питательные вещества в контролируемых условиях, рост требовал кислорода, а распределение роста был неравномерным по высоте колонки. Не тестировались влияние на рост культур или долговечность материала в условиях пустынь. Также отмечено, что исследование могло привести к биодеградируемым альтернативам для стабилизации почвы и снижения ветровой эрозии, хотя не измеряли выбросов пыли. В справке к статье упомянуто, что три исследователя подали заявку на патент, а работы ограничены лабораторной стадией.