Экологичная кожа, пряжа и бумага — от бр.

Американское химическое общество

изображение: Грибковые волокна можно превратить в пряжу (слева) или заменитель кожи (справа).посмотреть больше

Фото: Акрам Замани.

САН-ДИЕГО, 23 марта 2022 г. — Ваша следующая модная сумочка может быть изготовлена ​​из «кожи», полученной из гриба. Сегодня исследователи расскажут, как они использовали этот организм для переработки пищевых отходов в экологически чистую искусственную кожу, а также бумажную продукцию и заменители хлопка, обладающие свойствами, сравнимыми с традиционными материалами. Они объясняют, что производство этой грибковой кожи занимает меньше времени, чем существующие заменители, уже имеющиеся на рынке, и, в отличие от некоторых, она на 100% биооснована.

Исследователи представят свои результаты сегодня на весеннем собрании Американского химического общества (ACS). ACS Spring 2022 — это гибридная встреча, которая проводится виртуально и очно 20–24 марта, доступ по запросу доступен с 21 марта по 8 апреля. На встрече будет представлено более 12 000 презентаций по широкому кругу научных тем.

Хлопка не хватает, и, как и в случае с текстилем и кожей, получаемыми из нефти, его производство связано с экологическими проблемами. Между тем, большое количество еды выбрасывается. Акрам Замани, доктор философии, намеревался решить эти, казалось бы, несвязанные проблемы с помощью новых экологически чистых материалов на биологической основе, полученных из грибов. «Мы надеемся, что они смогут заменить хлопок или синтетические волокна и кожу животных, которые могут иметь негативные экологические и этические аспекты», — говорит Замани, главный исследователь проекта. «При разработке нашего процесса мы старались не использовать токсичные химикаты или что-либо, что может нанести вред окружающей среде».

Как и людям, грибам нужно есть. Чтобы накормить организмы, команда собрала непроданный хлеб из супермаркета, высушила его и измельчила в панировочные сухари. Исследователи смешали панировочные сухари с водой в пилотном реакторе и добавили споры Rhizopus delemar, которые обычно можно найти в разлагающейся пище. Питаясь хлебом, этот гриб производил микроскопические натуральные волокна из хитина и хитозана, которые накапливались в его клеточных стенках. Через два дня ученые собрали клетки и удалили липиды, белки и другие побочные продукты, которые можно было использовать в продуктах питания или кормах. Оставшийся желеобразный остаток, состоящий из волокнистых клеточных стенок, затем был сплетен в пряжу, которую можно было использовать в шовных материалах, ткани для заживления ран и, возможно, в одежде.

В качестве альтернативы суспензию грибковых клеток раскладывали на плоской поверхности и сушили, получая материалы, похожие на бумагу или кожу. Первые прототипы грибковой кожи, созданные командой, были тонкими и недостаточно гибкими, говорит Замани, работающий в Университете Бурос в Швеции. Сейчас группа работает над более толстыми версиями, состоящими из нескольких слоев, чтобы более точно имитировать настоящую кожу животных. Эти композиты включают слои, обработанные дубильными веществами, полученными из деревьев, которые придают структуре мягкость, в сочетании со слоями, обработанными щелочью, которые придают ей прочность. Гибкость, прочность и блеск также были улучшены за счет обработки глицерином и связующим веществом на биологической основе. «Наши недавние тесты показывают, что грибковая кожа имеет механические свойства, вполне сравнимые с настоящей кожей», — говорит Замани. Например, связь между плотностью и модулем Юнга, который измеряет жесткость, одинакова для двух материалов.

По словам Замани, хотя некоторые другие грибковые кожи уже поступили на рынок, информации об их производстве опубликовано мало, а их свойства еще не соответствуют свойствам настоящей кожи. Насколько ей удалось выяснить, коммерческие продукты производятся из собранных грибов или из грибов, выращенных тонким слоем поверх пищевых отходов или опилок с использованием твердофазной ферментации. По ее словам, такие методы требуют нескольких дней или недель для производства достаточного количества грибкового материала, тогда как ее гриб погружается в воду, и для производства такого же количества материала требуется всего пара дней. Несколько других исследователей также экспериментируют с погружным культивированием, но в гораздо меньших масштабах, чем усилия ее группы.