В Университете Мэна разработано натуральное водоотталкивающее покрытие, способное заменить одноразовую пищевую пленку и синтетические покрытия для стаканчиков.
Ученые желали узнать, может ли съедобный гриб в сочетании с обработанными древесными волокнами образовать барьер для воды, масла и жира. Добавочными задачами были безопасность покрытия для пищевых продуктов и простота его производства. Состав протестировали на распространенных материалах, чтобы оценить эффективность в реальных условиях. Итоги экспериментов вышли в журнале Langmuir.
В основе разработки — трутовик разноцветный Trametes versicolor. Этот гриб растет на древесине. Под шляпкой у него формируется плотная мицелиальная структура, заключающаяся 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 крепкие пленки, устойчивые к кислороду, маслу и жиру. При смешивании с мицелием они создали материал, образующий плотную защитную поверхность на любом объекте, на который его наносят.
Цель работы — сократить использование пластика, пояснила руководившая исследованием доцент Кейтлин Хауэлл. По ее словам, натура уже предлагает умные решения для многих современных проблем.
«Мы надеемся, что, предложив новые способы уменьшения зависимости человечества от одноразового пластика, мы cможем сжать объем отходов, попадающих на свалки и в океан. Природа предлагает для этого изящные и устойчивые решения», — добавила она.
Ученые растили гриб в жидком растворе, содержащем также целлюлозные нановолокна. Затем они нанесли тонкие слои этой смеси на бумагу, джинсовую материал, полиэстеровый фетр и тонкие листы березовой древесины. Все образцы содержались в тепле для стимуляции роста гриба.
Через три дня на поверхности образовался крепкий водонепроницаемый барьер. Через четыре дня покрытие стало немного толще и на нем проступили желтые, оранжевые или бежевые пятна, какие указывали на зоны активного роста гриба.
После этого исследователи поместили образцы в печь, чтобы остановить дальнейший рост и целиком высушить покрытие. Его итоговая толщина оказалась сопоставима со слоем краски.
Попадая на обработанные материалы, вода собиралась в круглые капли-бусины. На необработанных материалах капли попросту 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 хаки слой эффективно работает с различными типами жидкостей.
Результаты указывают на перспективную замену многим пластиковым покрытиям, используемым в упаковке и пищевой индустрии. Поверхность получилась натуральной и безопасной для контакта с пищей.
Материалы на основе мицелия привлекают все больше внимания в различных областях. Инженеры используют грибы для производства строительной плитки и изоляции.