Istraživačka grupa iz VTT tehničkog istraživačkog centra iz Finske otkrila je tajnu izvanrednih mehaničkih svojstava i ultra male težine određenih gljiva. Složeni arhitektonski dizajn pečuraka mogao bi se oponašati i koristiti za stvaranje novih materijala koji bi zamenili plastiku. Rezultati istraživanja objavljeni su 22. februara 2023. u časopisu Science Advances.
VTT-ovo istraživanje po prvi put pokazuje složene strukturne, hemijske i mehaničke karakteristike koje je tokom evolucije prilagodila pečurka kopita (Fomes fomentarius). Ove karakteristike se sinergijski prepliću da bi se stvorila potpuno nova klasa materijala visokih performansi.
Nalazi istraživanja mogu se koristiti kao izvor inspiracije za razvoj sledeće generacije mehanički robusnih i laganih održivih materijala za različite primene u laboratorijskim uslovima. To uključuje implantate otporne na udarce, sportsku opremu, pancire za telo, egzoskelete za avione, elektroniku ili površinske premaze za vetrobransko staklo.
Priroda pruža uvid u strategije dizajna koje su razvili živi organizmi da bi napravili robusne materijale. Gljiva Fomes je posebno interesantna vrsta za napredne materijale. To je uobičajeni stanovnik breze, sa važnom funkcijom oslobađanja ugljenika i drugih hranljivih materija iz mrtvih stabala. Plodna tela Fomes su genijalno lagani biološki dizajni, jednostavne kompozicije, ali efikasni u performansama. Oni ispunjavaju niz mehaničkih i funkcionalnih potreba, na primer, zaštita od insekata ili palih grana, razmnožavanje, preživljavanje (nepoželjna tekstura i ukus za životinje) i napredno višegodišnje plodište kroz promenu godišnjih doba.
Novo istraživanje VTT-a otkriva da je plodište Fomesa funkcionalno klasifikovani materijal sa tri različita sloja koji se podvrgavaju hijerarhijskom samosastavljanju na više nivoa.
„Mreža micelijuma je primarna komponenta u svim slojevima. Međutim, u svakom sloju, micelijum pokazuje veoma izraženu mikrostrukturu sa jedinstvenom preferencijalnom orijentacijom, odnosom širine i visine grana, gustinom i dužinom grana. Ekstracelularni matriks deluje kao ojačavajući lepak koji se razlikuje u svakom sloj u smislu količine, sadržaja polimera i međusobne povezanosti“, rekao je Pezhman Mohammadi, viši naučnik u VTT.
Struktura Fomesa je izvanredna jer se može modifikovati da bi se kreirali različiti materijali sa različitim performansama. Minimalne promene u ćelijskoj morfologiji i ekstracelularnom polimernom sastavu rezultiraju različitim materijalima sa različitim fizičko-hemijskim karakteristikama koji prevazilaze većinu prirodnih i veštačkih materijala. Dok se tradicionalni materijali obično suočavaju sa kompromisima o svojstvima (npr. povećanje težine ili gustine da bi se povećala snaga ili krutost), Fomes postiže visoke performanse bez ovog kompromisa.
„Arhitektonski dizajn i biohemijski principi Fomesove gljive otvaraju nove mogućnosti za inženjering materijala, kao što je proizvodnja ultra-lakih tehničkih struktura, proizvodnja nanokompozita sa poboljšanim mehaničkim svojstvima ili istraživanje novih pravca proizvodnje za sledeću generaciju programabilnih materijala sa funkcijama visokih performansi.
„Štaviše, uzgoj materijala korišćenjem jednostavnih sastojaka može pomoći da se prevaziđu troškovi, vreme, masovna proizvodnja i održivost načina na koji pravimo i trošimo materijale u budućnosti“, objašnjava Pežman.
