Содержание
Экологичное решение предлагает сама природа.
В Университете Мэна разработано натуральное водоотталкивающее покрытие, способное заменить одноразовую пищевую пленку и синтетические покрытия для стаканчиков.
Ученые хотели узнать, может ли съедобный гриб в сочетании с обработанными древесными волокнами образовать барьер для воды, масла и жира. Дополнительными задачами были безопасность покрытия для пищевых продуктов и простота его производства. Состав протестировали на распространенных материалах, чтобы оценить эффективность в реальных условиях. Результаты экспериментов вышли в журнале Langmuir.
Как работает покрытие
В основе разработки — трутовик разноцветный Trametes versicolor. Этот гриб растет на древесине. Под шляпкой у него формируется плотная мицелиальная структура, состоящая из тонких нитей. Эти нити действуют как естественный щит, отталкивающий воду.
Исследователи соединили мицелий с целлюлозными нановолокнами. Эти нановолокна, используемые в производстве бумаги, помогают формировать прочные пленки, устойчивые к кислороду, маслу и жиру. При смешивании с мицелием они создали материал, образующий плотную защитную поверхность на любом предмете, на который его наносят.
Цель работы — сократить использование пластика, пояснила руководившая исследованием доцент Кейтлин Хауэлл. По ее словам, природа уже предлагает умные решения для многих современных проблем.
«Мы надеемся, что, предложив новые способы уменьшения зависимости человечества от одноразового пластика, мы cможем сократить объем отходов, попадающих на свалки и в океан. Природа предлагает для этого изящные и устойчивые решения», — добавила она.
В чем заключается технология
Ученые выращивали гриб в жидком растворе, содержащем также целлюлозные нановолокна. Затем они нанесли тонкие слои этой смеси на бумагу, джинсовую ткань, полиэстеровый фетр и тонкие листы березовой древесины. Все образцы содержались в тепле для стимуляции роста гриба.
Через три дня на поверхности образовался прочный водонепроницаемый барьер. Через четыре дня покрытие стало немного толще и на нем проступили желтые, оранжевые или бежевые пятна, которые указывали на зоны активного роста гриба.
После этого исследователи поместили образцы в печь, чтобы остановить дальнейший рост и полностью высушить покрытие. Его итоговая толщина оказалась сопоставима со слоем краски.
Результаты испытаний
Попадая на обработанные материалы, вода собиралась в круглые капли-бусины. На необработанных материалах капли просто растекались или впитывались. Это доказало, что грибная пленка блокирует поглощение воды.
Покрытие также предотвращало проникновение таких жидкостей, как н-гептан, толуол и касторовое масло. Тесты показали, что защитный слой эффективно работает с различными типами жидкостей.
Результаты указывают на перспективную замену многим пластиковым покрытиям, используемым в упаковке и пищевой промышленности. Поверхность получилась натуральной и безопасной для контакта с пищей.
Где это может пригодиться
Материалы на основе мицелия привлекают все больше внимания в различных отраслях. Инженеры используют грибы для производства строительной плитки и изоляции.
Один из примеров — проект Наньянского технологического университета в Сингапуре, где исследователи использовали бамбуковые отходы и мицелий вешенки для изготовления охлаждающей плитки. Другой проект из Ньюкаслского университета в Великобритании изучает мицелиевую смесь под названием «микокрит», которая может служить легкой формой бетона.