نموذج "مايكو-سيرفس" لنمو Fusarium solani وإزالة التلوث بالبلازما غير الحرارية على مواد البناء

لماذا تهم الجدران العفنة

معظمنا يرى العفن على الجدران والأسقف كإزعاج قبيح، لكنه يشكل أيضاً تهديداً خفياً لجودة الهواء الداخلي ولصلابة المبنى. تبحث هذه الدراسة في عفن مزعج واحد، Fusarium solani، وتطرح سؤالين عمليين: ما مدى سرعة انتشاره على مواد الجدران الشائعة، وهل تستطيع معالجة لطيفة تعتمد على الكهرباء تُعرف بالبلازما غير الحرارية إيقافه من دون مواد كيميائية قاسية؟ يمكن أن تغير الإجابات طريقة الوقاية والتنظيف بعد التسريبات أو الفيضانات أو الرطوبة المستمرة في المنازل والمكاتب.

ألواح الجدران الشائعة تحت المجهر

ركز الباحثون على منتجين مستخدمين على نطاق واسع في البناء: لوح الجبس (لوح جبس مغطى بورق) ولوح ألياف خشبية يُستخدم للعزل. تحت ظروف مثالية ونظيفة تماماً، وجدوا أن F. solani نادراً ما نما على أي من المادتين حتى مع وجود الرطوبة. في المباني الحقيقية، ومع ذلك، يمد الغبار والأوساخ الفطر بمغذيات إضافية، لذا قلّد الفريق هذا الوضع بوضع الألواح على جل غني بالمغذيات يمكنه تغذية العفن ببطء من الأسفل. ثم جرّبوا الأسطح بعدد معروف من الأبواغ وحضّنّها عند درجات حرارة تتراوح من باردة (5 °C) إلى دافئة جداً (40 °C)، ملتقطين صوراً دورية واستخدموا تحليل الصور لقياس مقدار كل لوح المغطى بالعفن مع مرور الزمن.

صورة رياضية لانتشار العفن

لتحويل هذه الصور الزمنية إلى استنتاجات، استخدم الفريق نموذج "مايكو-سيرفس"—منحنى نمو بسيط على شكل S يتتبع سرعة انتشار العفن والوقت المستغرق للوصول إلى نصف تغطية السطح. من خلال ملاءمة هذا المنحنى مع بياناتهم، استخلصوا رقمين أساسيين لكل مادة ولكل درجة حرارة: معدل النمو والزمن التأخيري للنمو. ثم وصفوا كيف يتغير كل من هذين الرقمين مع الحرارة باستخدام دوال رياضية ناعمة، مما سمح لهم بتوقع سلوك العفن عند درجات حرارة لم يجرِ اختبارها مباشرة. النتيجة هي مجموعة مدمجة من المعاملات التي يمكن إدخالها في النموذج لتوقع مدى سرعة استعمار F. solani للوح الجبس أو لوح الألياف تحت مناخات داخلية مختلفة.

أي مادة جدارية تعفن أسرع؟

كان الاختلاف بين لوح الجبس ولوح الألياف لافتاً. دعم لوح الجبس انتشار العفن بسرعة أكبر: عند درجات حرارة متقاربة كانت معدلات النمو أعلى والفترات التأخيرية أقصر بكثير مقارنة بلوح الألياف. يشير المؤلفون إلى غطاء الورق والإضافات القائمة على النشا في لوح الجبس، إلى جانب حموضته القريبة من الحيادية، باعتبارها بمثابة بوفيه لـ F. solani، الذي يمتلك إنزيمات قادرة على تحليل السليلوز ومركبات ذات صلة. بينما يحتوي لوح الألياف على مكونات خشبية أكثر تعقيداً مثل اللجنين ويميل لأن يكون أكثر حمضية عند البلل، وهي شروط أقل ملاءمة لهذا العفن المحدد. ومن المثير للاهتمام أنه بالنسبة للمادتين تجمع "المنطقة المثلى" للنمو حول أواخر العشرينيات وحتى نحو 30 °C، ما يعني أن نوع السطح يغيّر بالأساس سرعة نمو العفن، لا درجة الحرارة التي يفضلها.

إيقاف العفن بالبلازما الباردة

استكشفت الجزئية الثانية من الدراسة البلازما غير الحرارية (NTP)—غاز متأين لطيف في درجة حرارة الغرفة ينتج أنواعاً تفاعلية قادرة على قتل الميكروبات من دون تسخين أو ترك بقايا كيميائية. اختبر الفريق مصدرين للبلازما: وحدة تفريغ سطحية متجانسة قوية ومصدر كورونا محمول أضعف. عرضوا الألواح الملقحة للبلازما لمدة عشر دقائق في أوقات مختلفة بعد التلقيح (ابتداءً فوراً وحتى بعد ثلاثة أيام) ثم راقبوا النمو كما من قبل. على لوح الألياف الخشبية أوقف المصدر عالي القدرة F. solani تماماً في جميع المراحل المختبرة، دون نمو يمكن قياسه. على لوح الجبس، أوقف المصدر القوي الأبواغ الطازجة تماماً، أما حين كان العفن قد استقر بالفعل فقد قلّل أساساً من سرعته عبر إطالة الفترة التأخيرية قبل الانتشار المرئي. كان للجهاز منخفض القدرة تأثير أخف، حيث غيّر سلوك النمو بوضوح لكنه حقق التثبيط الكامل فقط في المراحل الأولى جداً.

ماذا يعني ذلك للمباني

بالنسبة لغير المتخصصين، الخلاصة ذات شقين. أولاً، من بين المادتين الدراستين، يعد لوح الجبس السطح الأكثر ملاءمة لعفن F. solani، خصوصاً عند درجات حرارة الغرف الدافئة، والنموذج الجديد يوفر وسيلة للتنبؤ بسرعة تفاقم التلوث. ثانياً، تظهر البلازما غير الحرارية وعداً حقيقياً كطريقة نظيفة وغير كيميائية للتحكم بهذا العفن، لا سيما إذا طُبقت مبكراً وعلى أسطح أكثر حسماً مثل لوح الألياف. وبينما ركز هذا العمل على نوع عفن واحد ومادتين فقط، فإنه يمهّد الطريق للتنبؤ الأذكى بمخاطر العفن وطرق ترميم أكثر لطفاً قد تساعد في حماية كل من جودة الهواء الداخلي والصحة الطويلة الأمد لمبانينا.

الاستشهاد: Lokajová, E., Jirešová, J., Zdeňková, K. et al. Myco-surface model for Fusarium solani growth and non-thermal plasma decontamination on building materials. Sci Rep 16, 8344 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38339-4

الكلمات المفتاحية: العفن داخل المباني, مواد البناء, البلازما غير الحرارية, Fusarium solani, لوح الجبس ولوح الألياف الخشبية