Badacze opracowali tkaninę z pasożytniczego grzyba Cordyceps militaris. Materiał jest biodegradowalny, a dzięki zastosowaniu różnych mikroorganizmów można nadawać mu określone właściwości i dostosowywać go do konkretnych zastosowań – opisuje magazyn „New Scientist”.
Cordyceps podstawą żywej tkaniny
Pasożytniczy grzyb, który w naturze rozwija się na gąsienicach, posłużył do stworzenia sukienki zdolnej do samodzielnej naprawy w razie uszkodzenia.
W grze komputerowej i serialu „The Last of Us” grzyby z rodzaju Cordyceps ewoluują, zaczynają infekować ludzi i zamieniają ich w zombie. W rzeczywistości nie stanowią jednak zagrożenia dla człowieka.
Ke Li z Chińskiej Akademii Nauk wraz ze swoim zespołem wykorzystała Cordyceps militaris jako podstawę żywego materiału tekstylnego. Można go w pewnym sensie „programować”, nadając mu różne właściwości za pomocą odpowiednio dobranych mikroorganizmów.
Jak wyjaśnia badaczka, materiał jest bardziej zwarty i mniej włóknisty niż bawełna. W dotyku przypomina miękką włókninę albo elastyczny materiał zbliżony do skóry.
Czytaj więcej
To może być tkanina przyszłości. Naukowcy opracowali rewolucyjny materiał, który przekształca odzież w interaktywnego asystenta AI sterowanego głos...
– Po umyciu i przetworzeniu materiał nie ma intensywnego, grzybowego zapachu. W świeżo przygotowanych próbkach może być wyczuwalna lekka woń biologiczna lub fermentacyjna, ale można ją znacznie ograniczyć dzięki czyszczeniu, suszeniu i dalszej obróbce – powiedziała Li.
Jak powstaje tkanina z grzybni?
Grzyb składa się z cienkich włókien nazywanych strzępkami. Naukowcy najpierw hodowali go w płynnej pożywce, w której tworzył niewielkie, kuliste skupiska. Następnie płukali je i umieszczali w formach, gdzie łączyły się w jednolity arkusz materiału.
Aby zapobiec kruszeniu się powstałej tkaniny, nasączono ją glicerolem pełniącym funkcję plastyfikatora. Dzięki temu naturalnie sztywna struktura grzyba stała się bardziej miękka i elastyczna. Materiał nie wymaga tradycyjnej tkaniny, siatki polimerowej ani innego zewnętrznego rusztowania. Kuliste skupiska grzybni Cordyceps militaris same stanowią elementy konstrukcyjne, a ich przeplatające się strzępki tworzą ciągły i samonośny arkusz.
Czytaj więcej
Sztuczna inteligencja sięga do zawodów, które wydawały się być bezpieczne w trwającej rewolucji AI. Wiele wskazuje na to, że o swoje miejsca pracy...
Aby nadać tkaninie kolor, zespół wykorzystał zmodyfikowane komórki drożdży, które produkują pomarańczowe, niebieskie i fioletowe pigmenty. Dzięki temu materiał może być barwiony biologicznie, bez użycia tradycyjnych barwników syntetycznych.
Naukowcy wykazali również, że właściwości tkaniny można zmieniać poprzez dodawanie innych grzybów. W ten sposób udało się stworzyć powierzchnię odpychającą krople wody, która może częściowo oczyszczać się samodzielnie.
Aby zapewnić ochronę przed promieniowaniem ultrafioletowym, dodano kropidlaka czarnego, czyli Aspergillus niger – pleśń powszechnie rozwijającą się na owocach i warzywach. Na powierzchni materiału powstała dzięki temu ciemna warstwa zawierająca melaninę, która pochłania promieniowanie UV.
Samonaprawiający się materiał z grzybów
Jeżeli tkanina zostanie uszkodzona, na zniszczony fragment można nałożyć świeże, wilgotne skupiska grzybni. Grzyb zaczyna się wówczas rozrastać i stopniowo wypełnia powstałą szczelinę.
Czytaj więcej
Fińskie start-upy inwestują w technologię, która może przekształcić tekstylia wyrzucane na śmietnik w nową odzież. Wielkie firmy modowe podchwyciły...
W suchych warunkach aktywność biologiczna materiału zostaje jednak znacznie ograniczona, a komórki pozostają nieaktywne lub przechodzą w stan uśpienia. W wilgotnym środowisku, przy dostępie do substancji odżywczych, część komórek może ponownie się uaktywnić. Ta uśpiona zdolność biologiczna umożliwia odrastanie oraz naprawę materiału.
Sprawia także, że tkanina łatwo ulega biodegradacji. Po nieco ponad 40 dniach przebywania w glebie materiał był niemal całkowicie rozłożony i praktycznie niewidoczny.
Sukienka z grzybni jeszcze bez testów
Li i jej współpracownicy stworzyli z grzybowej tkaniny sukienkę, jednak jak dotąd nikt jej nie założył. Powstała jako niewielki egzemplarz pokazowy i była traktowana raczej jako cenny prototyp niż ubranie przeznaczone do codziennego użytku.
Czytaj więcej
Połączyli modę i algorytmy sztucznej inteligencji – stworzyli unikalny produkt, po który sięgają internetowi twórcy. Ich biznes szybko stał się ren...
Justin Beardsley z Uniwersytetu w Sydney uważa, że biodegradowalność sukienki robi ogromne wrażenie, zwłaszcza w porównaniu z obecnymi możliwościami ograniczania odpadów wytwarzanych przez branżę szybkiej mody.
Ta sama cecha może być jednak również wadą. Użytkownik nie chciałby bowiem nosić ubrania, które zbyt łatwo zaczyna się rozkładać.
Ponieważ tkanina pozostaje biologicznie aktywna, Beardsley wyobraża sobie, że w przyszłości jej właściwości mogłyby być zmieniane na bieżąco. Podczas deszczu materiał mógłby na przykład stawać się bardziej odporny na wodę i mniej przewiewny, a po poprawie pogody odzyskiwać większą przepuszczalność powietrza.
