Китайские ученые создали уникальную ткань из живых клеток гриба
. Этот материал экологичен и способен к регенерацииScience Advances: китайские ученые вырасили ткань из гриба Cordyceps militaris
Ученые из Шэньчжэньского института передовых технологий Китайской академии наук под руководством доктора Чжун Чао вырастили ткань из гриба Cordyceps militaris. Она обладает способностью к саморегенерации и полностью разлагается в почве за 40 дней. Инновация описана в журнале Science Advances, а о возможном применении материала сообщил портал The Spore Report.
Это не первая попытка создать ткань из грибов, но все предыдущие попытки заканчивались неудачей. Обычная ткань из грибов состоит из мертвого мицелия, поэтому она легко повреждается и рвется. Китайские исследователи пошли другим путем и сохранили клетки гриба живыми на всех этапах производства ткани. Именно в этом их разработка отличается от прежних попыток создать ткань из грибов — раньше клетки погибали в процессе изготовления, и готовый материал получался очень хрупким и недолговечным.
Чтобы создать новую уникальную ткань, ученые вырастили гриб Cordyceps militaris в жидкой питательной среде. Там гриб сам сформировал маленькие шарики — так называемые мицелиальные гранулы, в которых нити гриба переплетаются между собой. Исследователи собрали эти гранулы, поместили их в формы и высушили при низкой температуре. Гранулы скрепляются между собой без каркасов и клея и образуют отдельные листы. Чтобы они не крошились, команда обработала их глицерином, и после этого материал стало можно складывать, разрезать и сшивать. Из четырех узких полос такого материала ученые скрутили веревку, которая выдержала груз весом один килограмм.
Образец одежды, изготовленный из самопигментированных грибковых тканей
Команда добавила материалу и другие свойства. Ученые прикрепили к грибным нитям клетки генно-модифицированных дрожжей, которые стали вырабатывать бледно-голубой, красный, оранжевый и фиолетовый пигменты прямо в ткани — без химических красителей. Питательные вещества вызывали рост воздушных гиф, поэтому материал мог расти по нужному узору и очищать свою поверхность сам. А гриб Aspergillus niger дал материалу воздушные гифы с высоким содержанием меланина, и они защищали ткань от ультрафиолетового излучения.
Гифы — это микроскопические ветвящиеся нити, из которых состоит вегетативное тело гриба (таллом). Совокупность гиф образует мицелий (грибницу).
Самое важное свойство нового материала — его способность к регенерации. Если ткань рвется, нужно только нанести немного воды на то место, где случился разрыв, и приложить кусочек свежих грибных гранул. Живые клетки заполняют разрыв и восстанавливают структуру материала.
Этот же механизм позволяет наносить своеобразный рисунок на грибную ткань: когда ученые наносили капли жидкого питательного раствора на поверхность материала в нужной форме, гриб отращивал новые слои пушистых волокон только в тех местах, куда попал раствор. Таким способом команда вырастила на ткани узоры в виде листьев и даже логотип Шэньчжэньского института передовых технологий. Из готовых листов материала команда собрала прототип платья и доказала, что ткани можно придавать форму и шить из нее крупные изделия.
По окончании срока службы материал возвращается в природу: в тестах он почти полностью разложился в почве за 40–41 день. Для сравнения, обычная синтетическая одежда может лежать на свалках десятилетиями.
Отмечается, что пока это только ранняя лабораторная разработка, а не готовый продукт. Ученым еще предстоит проверить, как данная ткань переносит повседневную носку, насколько она пропускает воздух, насколько она удобна и долговечна, также может ли она выдержать стирку в машине.
Другие способы использования грибного мицелия
Ранее американский художник Сэм Шумейкер сделал каяк из грибов. Он погрузил такую лодку в воду на берегу острова Санта-Каталина (Калифорния, США) и проплыл на ней 26 миль (почти 42 км) по океану до Сан-Педро, расположенного к югу от Лос-Анджелеса. Путь занял 12 часов.
Мицелий для прототипа каяка художник выращивал четыре недели, а потом несколько месяцев пытался просушить его с помощью вентиляторов. Шумейкер не первый, кто «вырастил лодку» из грибов. В 2019 году Книга рекордов Гиннесса зафиксировала достижение Кети Айерс и Эшли Гордон из США. Они «построили» самую длинную лодку из грибов — длина каноэ достигла 230 см.
До этого в Намибии представили необычный материал для строительства домов, изготовленный из грибов. Он поможет решить жилищный кризис в стране, где каждый пятый человек живет во временном доме из отходов или цинковых листов. На экономическую проблему наслаивается экологическая: в стране 45 млн га земли занимают «кустарники-захватчики». Они вытесняют траву и другую растительность, проникают в сельскохозяйственные регионы страны, затрудняют подпитку грунтовых вод. Правительство планирует сжигать 300 млн т кустарника каждые 15 лет, чтобы сократить его негативное воздействие, а заодно производить древесный уголь.
Проект MycoHab предлагает альтернативный подход: вместо сжигания кустарников их измельчают и используют как субстрат для выращивания вешенок. Полностью выращенные грибы продаются, а оставшиеся отходы превращаются в микоблоки. При этом для одного такого блока нужно примерно 10 кг кустарников. Для строительства небольшого дома для одной семьи потребуется более 12 т кустарника. В 2014 году в Квинсе, штат Нью-Йорк, было построено экспериментальное здание из отходов растениеводства и мицелия. С тех пор архитекторы и исследователи продолжают изучать возможности этого материала.
