Аннотация:
Одежда будущего не только будет расти вместе с телом, но даже заживет сама собой, как кожа после разрыва. Совместная команда, состоящая из исследователей из Университета Ньюкасла и Университета Нортумбрии в Великобритании, успешно разработала программируемый «живой инженерный материал» на основе грибкового мицелия, открывая новый путь для зеленой революции в модной и текстильной промышленности.
В природе грибы в основном живут под землей и поглощают питательные вещества с помощью мицелия, распространяющейся нитевидной сети. Предыдущие исследования по использованию мицелия для изготовления заменителей кожи не являются редкостью, но традиционные методы обработки обычно полностью инактивируют грибковые клетки и заставляют их терять свою биологическую активность. Этот последний прорыв, опубликованный в журнале «Advanced Functional Materials», успешно сохранил активность клеток мицелия и создал настоящую «живую ткань».
В качестве сырья исследовательская группа использовала пленку мицелия, образующуюся при росте мицелиальных грибов в жидкой питательной среде. Чтобы придать рыхлым и хрупким натуральным пленкам прочность и гибкость, необходимые для текстиля, ученые внедрили жидкую опорную матрицу, состоящую из натуральных полимеров, глицерина и определенных питательных веществ. Эта формула не только придает материалу превосходную пластичность, как у пластикового пластификатора, но также сохраняет питательные вещества, необходимые для длительного выживания мицелия. Испытания показали, что, сохраняя активность, обработанная пленка мицелия обладает превосходной прочностью и несущей способностью, достаточной для того, чтобы выдерживать обычную резку и складывание.
Самое поразительное качество этого живого материала — его удивительная способность к «самовосстановлению». В экспериментах, имитирующих разрушение, исследователи прорезали рану в ткани мицелия, а затем капали на ее поверхность раствор микроэлементов. В мягкой среде роста спящие грибковые клетки быстро пробуждаются, и новые сети мицелия растут с угрожающей скоростью по краям повреждения. Всего за несколько дней гифы на месте раны плотно переплетаются и срастаются, позволяя ткани полностью вернуться к исходной форме. После испытания на растяжение механическая прочность залеченного поврежденного участка почти такая же, как и в исходном неповрежденном состоянии.
Помимо самовосстановления, материал также отличается высокой экологичностью и «программируемостью». Исследователи отметили, что в ежедневной сухой и чистой среде грибки, естественно, остаются в состоянии покоя; как только необходимо начать ремонт, просто обеспечьте необходимое количество воды и питательных веществ. Что еще более важно, после того, как одежда будет окончательно выброшена, она не будет загрязнять микропластиком, как традиционные синтетические волокна. Вместо этого всего за несколько недель он будет полностью разложен до чистой природной биомассы в почвенной среде и вернется в экологический цикл.
Исследовательская группа заявила, что эта технология открывает путь к созданию функциональной умной одежды в будущем. В будущем грибы можно будет не только генетически сконструировать, чтобы они вызывали специфические биологические реакции на внешние раздражители, такие как свет, температура или пот, но они также смогут широко использоваться в передовых областях, таких как медицинские перевязочные материалы, самовосстанавливающиеся внутренние мягкие сумки и даже салоны автомобилей, что позволит «живым, дышащим и самовосстанавливающимся» материалам по-настоящему интегрироваться в жизнь человека.
Комментарии