Niedawno odkryto nieznane wcześniej właściwości hubiaka pospolitego, które otwierają drogę do opracowania biodegradowalnych zamienników tworzyw sztucznych i innych stosowanych obecnie materiałów.
Co zwykle przychodzi na myśl, kiedy mowa o wytrzymałym, twardym materiale? Z pewnością nie są to grzyby. Jednak coś przeciwnego udowodnili ostatnio naukowcy prowadzący badania częściowo wspierane przez finansowane ze środków Unii Europejskiej projekty FUNGAR oraz iNEXT-Discovery. Otóż odkryli oni pewne zaskakujące właściwości hubiaka pospolitego (Fomes fomentarius), które ich zdaniem mogą w przyszłości umożliwić produkcję naturalnych, biodegradowalnych zamienników niektórych tworzyw sztucznych. Swoje odkrycie opisali w artykule naukowym opublikowanym na łamach czasopisma „Science Advances”.
Grzyb z gatunku F. fomentarius, powszechnie znany jako hubiak pospolity lub po prostu huba, rozwija się na pniach różnych gatunków drzew, które atakuje poprzez uszkodzoną korę, ostatecznie doprowadzając do zgnilizny. Jak sama nazwa wskazuje, tradycyjnie grzyb ten – w postaci hubki – był wykorzystywany do rozpalania ognia, ale nie tylko, gdyż stosowano go również do wyrobu odzieży czy lekarstw. A teraz, biorąc pod uwagę jego nowo odkryte właściwości, może posłużyć jako baza do opracowania nowych ultralekkich materiałów spełniających najwyższe standardy.Ciało grzyba stanowi grzybnia, swoją budową przypominająca system korzeniowy – składa się z masy rozgałęziających się, nitkowatych włókien zwanych strzępkami, które rozprzestrzeniają się w glebie lub gnijącej materii. W trakcie badań zaobserwowano, że w przypadku hubiaka pospolitego strukturę tę można podzielić na trzy warstwy o różnych właściwościach. „We wszystkich warstwach podstawowym składnikiem jest grzybnia”, donoszą autorzy artykułu. „Jednak w każdej z tych warstw grzybnia posiada bardzo charakterystyczną mikrostrukturę o unikalnej preferencyjnej orientacji, współczynniku proporcji, gęstości i długości odgałęzień”.
Przyglądając się tym warstwom bliżej, badacze ustalili, że na zewnątrz huby znajduje się twarda i sztywna warstwa ochronna, czyli skorupa, pod nią zaś miękka i skórzasta warstwa podobna do pianki, a następnie warstwa utworzona przez ułożone w stosy, puste w środku rurki, nazywana hymenoforem rurkowym. Jak czytamy w informacji prasowej zamieszczonej w serwisie ScienceAlert, niektóre części hubiaka „okazały się tak wytrzymałe jak sklejka, drewno sosnowe czy skóra […] a jednocześnie lżejsze niż te materiały”.
Po porównaniu właściwości trzech warstw okazało się, że skorupa, która stanowi zaledwie 4 % owocnika, czyli struktury zawierającej zarodniki, posiada największą gęstość i najmniejszą porowatość. Z kolei mniej zbita i bardziej porowata warstwa rurek, stanowiąca około 69 % owocnika, jest w stanie wytrzymać większe siły w porównaniu z warstwą o strukturze piankowej i nie ulega przy tym większej dyslokacji czy odkształceniom.
„Niezwykły okazał się fakt, że pod wpływem minimalnych zmian w morfologii komórek i składzie polimerów zewnątrzkomórkowych można z nich tworzyć zróżnicowane materiały o charakterystycznych właściwościach fizykochemicznych, które parametrami przewyższają większość materiałów, zarówno naturalnych, jak i wytworzonych przez człowieka, w przypadku których zwykle potrzebne są kompromisy w zakresie ich właściwości, np. zwiększenie masy/gęstości w celu zwiększenia wytrzymałości/sztywności/twardości”, zauważają autorzy.
Badania te zostały wsparte w ramach projektów FUNGAR (Fungal architectures) oraz iNEXT-Discovery (Infrastructure for transnational access and discovery in structural biology). Uzyskane wyniki mogą posłużyć jako inspiracja do opracowania wielofunkcyjnych materiałów o ulepszonych parametrach, które będzie można z powodzeniem wykorzystać w medycynie i przemyśle. „Sądzimy, że nasze odkrycia powinny zainteresować szeroką grupę odbiorców zajmujących się nie tylko szeroko pojętym materiałoznawstwem, ale również innymi dziedzinami”, podkreślają uczeni.
Więcej informacji:
poleca:
