Mycelfibrer, de fibrösa celler som finns i fruktkroppar av svamp, har tagit fart som ett hållbart material för tillverkning av läder och förpackningar på grund av deras utmärkta formbarhet. Nyligen har ett team av forskare från Shinshu University, Japan, hittat ett enkelt sätt att erhålla mycelfibrer, kallade "mycelmassa", från svampkroppar som bär frukt och bleka dem med solljus samtidigt som deras mycelstrukturer behålls intakta.
Varje år genererar människor miljontals ton avfall, och nästan 38 % av det avfallet hamnar på en soptipp. En betydande del av den består av plast eller petroleumbaserade material som varken kan sönderdelas eller brytas ned med tiden. Detta har fått forskare att utveckla material som är effektivt men ändå bra för miljön.
En sådan alternativ och förnybar resurs är svampbaserade material. Svampens rotliknande fruktkroppar, även kända som mycelfibrer, har visat lovande resultat som det nya, miljövänliga materialet för ett brett spektrum av konsument- och industriella tillämpningar. Mycelfibrerna från fruktkroppen innehåller proteiner, kitin och polysackarider, vilket gör dem idealiska för tillverkning av förpackningsmaterial, ljudisolering, textilier och mycket mer.
De är inte bara mångsidiga utan har också låg miljöpåverkan, är biologiskt nedbrytbara och har låga produktionskostnader. Konventionella kemiska eller mekaniska behandlingar som används för att erhålla mycelfibrer har emellertid anmärkningsvärda brister. Många extraktionsprocesser tenderar att ge materialen en oönskad färg och förstör ofta deras invecklade mycelstrukturer, vilket begränsar deras tillämpningar i nanoskala.
Nu, en nyligen genomförd ACS Sustainable Chemistry &Engineering papper, ger ett enkelt och effektivt sätt att erhålla mycelmassa och fibrer från svamp utan att förstöra deras struktur.
"Svampar, som tidigare främst var känd som en matresurs, kommer nu att användas i vardagliga hushållsartiklar, vilket gör det möjligt för människor att välja produkter som är säkra, pålitliga och miljövänliga", säger biträdande professor Satomi Tagawa från tekniska fakulteten vid Shinshu University. som ledde denna studie.
Dr. Tagawa och hennes teammedlemmar, Dr. Hiroya Nakauchi, mottagare av forskningsstipendiet för unga forskare i Japan Society for the Promotion of Science (JSPS), och Dr. Yoshihiko Amano, professor vid tekniska fakulteten vid Shinshu University, presenterar ett nytt sätt att extrahera fibrerna som säkerställer att mycelstrukturerna förblir intakta.
Teamet behandlade fruktkropparna av enoki-svampar och de oätliga reishi-svamparna med natriumhydroxid och väteperoxid. De blekte sedan (eller avfärgade) de erhållna ämnena genom att utsätta dem för solljus.
Det nu vita materialet utsattes för ultraljudsbehandling för att defibrillera pulpan på mycelnivå. Denna process producerade en dispersion innehållande mikrometerstora mycelfibrer med intakta mycelstrukturer, vilket verifierats med Fourier-transform infraröd spektroskopi.
Fibrerna som erhölls genom denna process visade utmärkt deformerbarhet och kunde användas för att designa produkter som 3D-porösa svampar, 2D-filmer och 1D-garn.
Förutom att erhålla ett mångsidigt svampbaserat material, är detta enkla tillvägagångssätt ett värdefullt tillägg till skrot-and-build-metoden för tillverkning av svampmaterial, som kan komplettera de befintliga bottom-up-metoderna.
"Denna teknik har öppnat möjligheter för att återvinna oönskade biprodukter som genereras av svampindustrin och göra svampmaterial mer cirkulära och lättare att återanvända. Vi tror att ytterligare forskning om sådana hållbara material och metoder skulle kunna skapa nya industrier, ge sysselsättningsmöjligheter och vitalisera lokala samhällen", säger Dr Tagawa.
Mer information: Hiroya Nakauchi et al, Preparation of Mycelium Pulp from Mushroom Fruiting Bodies, ACS Sustainable Chemistry &Engineering (2023). DOI:10.1021/acssuschemeng.3c04795
Journalinformation: ACS Sustainable Chemistry &Engineering
Tillhandahålls av Shinshu University
