28 апреля 2023
Исследователи из Великобритании разработали новый способ создания живого материала, похожего на кожу, используя мицелий гриба трутовика. Уникальная технология изготовления позволила этому заменителю кожи самому восстанавливать микро- и макродефекты в своей структуре. Свойства нового материала позволят использовать его при создании мебели, элементов салона автомобиля, одежды, обуви и других продуктов, содержащих кожу или ее заменители.
Мицелиевый живой материал с возможностью регенерации / © Elise Elsacker et al, Advanced Functional Materials, 2023
Мицелий представляет собой вегетативное тело гриба — сложную нитевидную структуру, способную принимать самую разную форму. Предыдущие исследования показали, что колонии грибов могут формировать переплетающиеся сети ветвящегося мицелия, образуя крупные спутанные структуры, что можно использовать для создания так называемых мицелиевых материалов. Структуры из мицелия затем особым образом обрабатываются для получения материала, известного как грибная кожа или кожа из мицелия из-за внешнего сходства с коровьей кожей.
Однако подобная обработка, включающая, как правило, нагрев, высушивание и обработку химикатами, сильно вредит самому мицелию, убивая и его, и даже хламидоспоры — органы вегетативного размножения грибов, выглядящие как маленькие узелки на нитях мицелия. В природе хламидоспоры используются грибами для переживания неблагоприятных условий и последующего возвращения к нормальной жизни путем разрастания мицелия из этих спор. Поэтому закономерный интерес вызывают попытки создать живой материал, то есть изменить процесс создания грибной кожи для предотвращения уничтожения хламидоспор, что могло бы позволить материалу самовосстановиться при помещении в благоприятную среду.
Биотехнологи из университетов Ньюкасла и Нортумбрии (Великобритания) описали собственную методику создания живых материалов из мицелия, способных к саморегенерации. Для исследований коллектив авторов выбрал гриб трутовик Ganoderma lucidum, широко используемый в традиционной китайской медицине. Подробное описание работы ученые приводят в статье, опубликованной в журнале Advanced Functional Materials.
После 15 дней выращивания мицелия на питательной среде на поверхности жидкости образовывалась толстая пленка, которую затем высушивали и обрабатывали глицерином. Последний часто используют в качестве пластификатора, снижающего хрупкость биопленок и мицелиевых материалов. На протяжении всего процесса авторы исследования специально подбирали условия и следили за тем, чтобы количество жизнеспособных хламидоспор в получаемом материале не снижалось.
Чтобы протестировать возможности регенерации живого грибного материала, исследователи проделали в нем круглые отверстия в пять и десять миллиметров в диаметре, а также разрезали кусок материала пополам. Затем поврежденные образцы поместили в такую же питательную среду, на которой они создавались. На следующий день все типы повреждений были восстановлены, причем регенерировавшие части отличались от остального образца лишь цветом.
После этого авторы работы сравнили внешний вид, механические и водоотталкивающие свойства своих живых материалов с другими видами мицелиевой кожи. Изначальные образцы материала и поврежденные, а затем регенерировавшие образцы существенно не различались как между собой, так и от разработок других научных групп. Свою разработку ученые предлагают использовать при создании товаров, содержащих кожу или ее заменители, — например, мебели, элементов салона автомобиля, одежды и обуви.
