4 Minute
Progrese majore în știința materialelor: soluții sustenabile pentru viitor
Inovațiile recente din domeniul științei materialelor facilitează apariția unor alternative sustenabile la materialele plastice tradiționale. Cercetătorii de la Empa, Laboratoarele Federale Elvețiene pentru Știința și Tehnologia Materialelor, au dezvoltat un material revoluționar, nu doar flexibil, rezistent și biodegradabil, ci și viu. Acest biopolimer viu, obținut din miceliul ciupercii Schizophyllum commune, deschide noi orizonturi ca alternativă ecologică la plasticele pe bază de petrol care contribuie la poluarea globală.
Inginerie biologică: Valorificarea potențialului fungilor
În centrul acestei descoperiri se află miceliul, rețeaua subterană complexă a ciupercilor. Spre deosebire de procesele obișnuite, ce distrug celulele pentru prelucrarea biomaterialelor, echipa Empa a conceput o metodă care păstrează o mare parte din activitatea biologică a miceliului. Prin transformarea blândă a fibrelor de miceliu într-o suspensie lichidă, s-a obținut ceea ce se numește astăzi Living Fiber Dispersions (LFD). Acest material asemănător unui gel poate fi modelat în diverse forme, având o adaptabilitate asemănătoare cu cea a multor materiale plastice sintetice.
Avansul științific real provine din utilizarea atât a celulelor fungice, cât și a matricei extracelulare, ansamblul complex de substanțe biologice produs de ciupercă pentru a-și construi structura și a-i conferi proprietăți unice. „Fungul folosește matricea extracelulară pentru a-și conferi structură și funcții speciale”, explică Ashutosh Sinha, specialist în materiale la Empa. „De ce să nu facem și noi la fel?”
Proprietăți și aplicații potențiale ale LFD
Prin cultivarea atentă a unei tulpini de Schizophyllum commune, cercetătorii au stimulat producția abundentă a două componente-cheie: schizophyllan, un polizaharid robust, și hydrophobin, o proteină cu rol în interacțiunile de suprafață. Aceste compuși conferă materialului vii rezistență, flexibilitate și durabilitate remarcabile.
O utilizare principală a LFD este în realizarea foliilor biodegradabile subțiri și foarte rezistente la tracțiune. Echipa vede potențialul acestor alternative ecologice în domenii unde plasticul convențional este cel mai problematic—de exemplu, saci compostabili ce se descompun împreună cu conținutul organic, sau baterii biodegradabile ultrafine pentru electronice.
LFD funcționează și ca emulgator natural, facilitând amestecarea substanțelor care nu se combină de obicei. Aceste proprietăți sunt deosebit de valoroase în industria alimentară și cosmetică, fiind prezente în produse precum înghețata sau șamponul. Datorită naturii sale vii, materialul continuă să genereze molecule benefice, ceea ce, conform lui Sinha, ar putea conduce la formule stabile pe termen lung — un avantaj rar în acest domeniu.
Siguranță și comestibilitate: O nouă perspectivă asupra bioplasticelor
Un avantaj major al acestui material derivat din ciuperci este profilul său de siguranță. Obținut dintr-o ciupercă comestibilă, LFD nu este toxic și poate fi ingerat în siguranță, diferențiindu-se de majoritatea bioplasticelor actuale care pot conține aditivi nocivi. Acest lucru permite utilizarea sa în ambalaje alimentare și produse cosmetice, unde non-toxicitatea și biodegradabilitatea sunt esențiale.
Viitorul materialelor vii biodegradabile
Deși LFD demonstrează deja calități promițătoare, cercetătorii Empa consideră că acesta este doar începutul. Prin ajustarea tulpinilor fungice și a condițiilor de creștere, materialele vii pot fi personalizate pentru a obține proprietăți mecanice, chimice sau chiar electrice diferite, ceea ce ar putea permite fabricarea materialelor la cerere, inspirată de strategiile naturale.
Natura a inspirat mereu inovația tehnologică. De la sisteme de livrare medicamentoasă la textile cu auto-reparare, biomaterialele pe bază de fungi devin alternative tot mai atractive la materialele sintetice. Aceste materiale naturale și biodegradabile oferă beneficii exclusive, precum regenerare, adaptabilitate la mediu și reducerea poluării. „Materialele biodegradabile vor reacționa întotdeauna la mediul lor”, subliniază Gustav Nyström, alt specialist Empa. „Noi căutăm aplicații unde această interacțiune să fie, eventual, un avantaj.”
Concluzie
Dezvoltarea materialelor vii bazate pe miceliu de ciuperci reprezintă un pas important spre o economie circulară și sustenabilă a materialelor. În contextul crizei globale a poluării cu plastic, inovații precum LFD arată că știința inspirată de natură poate genera materiale noi — sigure, biodegradabile și dinamice. Odată cu extinderea cercetărilor privind miceliul și biotehnologia fungică, viitorul științei materialelor verzi se anunță nu doar viu, ci și plin de perspective.
Comentarii