Пам’ятаєте про труни з міцелію? Цей гриб став вже не тільки способом поховання, а матеріалом з великим потенціалом і для інших сфер.
Дослідники з Китаю створили текстиль із живого міцелію, який самоочищується, майже повністю самовідновлюється, може забарвитись або захистити від ультрафіолету. Особливість в тому, що тут використали матеріал з живих організмів, які залишаються активними навіть у фінальному виробі. Це відрізняє його від більшості сучасних способів використання міцелію, де гриб зазвичай висушують і фактично «вбивають», щоб отримати стабільний матеріал, що не росте. Такий міцелій уже став популярною альтернативою пластиковій упаковці та вінілу.
Натомість команда із Шеньчженьського інституту передових технологій (SIAT) працювали з живим, але неактивним грибом Cordyceps militaris, завдяки чому змогли використати його біологічні функції. У результаті вони отримали матеріал, який може самовідновлюватися та реагувати на навколишнє середовище. У майбутньому це може змінити підхід до архітектури й одягу.
Чому живий міцелій може стати новим матеріалом?
Ця розробка належить до так званих інженерних живих матеріалів (ELM). Тепер один з таких прикладів – прототип сукні, створений командою SIAT разом із німецькою компанією з матеріальних інновацій Peelshere.
Живий гриб можна модифікувати, змішувати його з іншими грибами або дріжджами. Про це провідна дослідниця Ке Лі та її команда розповіли у статті, опублікованій у рецензованому журналі Science Advances.
У ній вони описують «програмовану грибну платформу», де міцелій працює як модульна система: листовий матеріал утворює базову структуру, а додаткові біологічні властивості – наприклад, колір або стійкість до ультрафіолету – можна додавати як окремі «plug-and-play» модулі за допомогою інших організмів.
За словами дослідників, це наближає матеріал до ключових властивостей, яких очікують від інженерних живих матеріалів: самовідновлення, реакції на довкілля та керованої функціональності.
Науковці зазначають, що, хоча синтетична біологія суттєво розширила функціональність ELM, однією з головних проблем залишається поєднання автономного формування структури зі збереженням біологічної активності у великих масштабах.
“Таке поєднання є критично важливим для реального застосування – від адаптивного текстилю до архітектурних біоматеріалів, де механічна міцність, однорідність, масштабоване виробництво та біологічні функції мають працювати разом”, – пояснили вони.
Самовідновлення та частковий ремонт матеріалу забезпечує саме міцелієва основа. Після сушіння при температурі 45 °C матеріал перебуває у стані, який важко назвати повністю живим або мертвим. За словами Лі, це «низькометаболічний, схожий на сплячий стан», у якому міцелій не росте активно.
Новий ріст можна запустити, якщо нанести на матеріал поживний розчин на основі картопляної води. Тоді сплячий міцелій починає проростати, формує нові грибні нитки та оновлює поверхню матеріалу. Якщо такий поживний розчин нанести на отвір разом із невеликим шматочком свіжого грибного матеріалу, живі клітини починають рости через пошкоджену ділянку та поступово закривають її – без клею та швів.
Матеріал також має природну здатність до самоочищення, адже є гідрофобним.
Як створили сукню?
Синій колір і захист від ультрафіолету забезпечують відповідно пивні дріжджі Saccharomyces cerevisiae та гриб Aspergillus niger. Їх додають до Cordyceps militaris на початку процесу й просто вирощують разом, без необхідності генетично модифікувати.
Прототип сукні з нового матеріалу створила компанія Peelshere. Основний продукт Peelshere – це рослинна водостійка альтернатива шкірі, виготовлена з фруктових шкірок та водоростей. Засновниця Peelshere Юян Сонг, яка є подругою Лі, розробила концепцію та естетичний дизайн сукні. А її колега Руочен Ван у Китаї займалася кроєм і пошиттям.
У сукні використали кілька варіантів матеріалу, зокрема версію, вирощену разом із пивними дріжджами. Завдяки цьому основна частина одягу має стабільний синій відтінок без додаткового фарбування.
За словами Лі, матеріал уже підходить для сфер концептуальної моди, аксесуарів, декоративних текстильних поверхонь, виставкових об’єктів та біорозкладного пакування.
“Особливо корисними можуть бути його характерна текстура поверхні, біологічне забарвлення, контрольоване відновлення та біорозкладність у сферах, де важливі візуальна виразність і визначений термін служби виробу”, – каже Лі.
Водночас перш ніж матеріал можна буде використовувати для повсякденного одягу або постійних архітектурних рішень, потрібно покращити його довговічність, вологостійкість, безпечність і стабільність виробничого процесу.
