Из живых грибов сделали ткань и склеили платье. Оно может самовосстанавливаться и защищать от ультрафиолета

Китайские материаловеды разработали функциональную живую ткань из мицелия, которая может самовосстанавливаться и самоочищаться. Генетически модифицированные дрожжи позволили окрасить ее в разные цвета, а гифы другого гриба — повысить защиту от ультрафиолетового излучения. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

Материалами из мицелия сегодня никого не удивишь — за последнюю декаду из него делали упаковку, одежду, обувь, мебель и даже экологичные гробы. Однако, чаще всего мицелий предварительно «убивали» нагреванием или длительной сушкой. Получался материал, по текстуре похожий на кожу, заметно менее прочный, зато биоразлагаемый. Материалы и устройства из живого мицелия сложнее в изготовлении и встречаются реже, однако тоже давно не являются новинкой. Например, мы писали, как электрические импульсы живого гриба использовали для управления музыкальным синтезатором. 

Китайские материаловеды под руководством Чао Чжуна (Chao Zhong) из Шэньчжэньского института передовых технологий попробовали совместить два подхода и создали носимую программируемую ткань из живого мицелия. Авторы вырастили гранулы мицелия гриба Cordyceps militaris, а затем сформировали из них тонкие листы. Сначала материал получался слишком хрупким, поэтому в смесь перед раскатыванием добавили глицерин. Чжун и его коллеги попробовали разные составы и остановились на десяти массовых процентах глицерина — этого оказалось достаточно, чтобы примерно в полтора раза повысить пластичность, но почти не потерять в прочности. 

Клетки гриба в полученном тонком листе оставались живыми, поэтому ткань сохраняла способность к дальнейшему росту. Там, куда наносили питательную среду, начинали расти новые воздушные гифы. Кроме того, ткань можно ремонтировать, заполняя дыры свежими гранулами мицелия: после высыхания они прочно соединяются с исходным материалом при помощи водородных связей. А мелкие повреждения и вовсе залечивались сами, достаточно было сбрызнуть материал несколькими микролитрами воды. Авторы отметили, что отросшие воздушные гифы делали поверхность гидрофобной: капли воды собирались в шарики и легко скатывались с материала, унося с собой загрязнения. 

Для изменения окраски исследователи использовали генетически модифицированные дрожжи Saccharomyces cerevisiae. Они прикреплялись к поверхности мицелия и синтезировали пигменты разных цветов. Разные штаммы дрожжей синтезировали красный, синий, фиолетовый или оранжевый пигменты, поэтому ткань приобретала соответствующую окраску без использования традиционных красителей. А для защиты от ультрафиолета использовали уже другой гриб — Aspergillus niger. Его богатые меланином гифы образовывали поверх ткани дополнительный живой слой, который поглощал ультрафиолетовое излучение. 

Из полученных листов исследователи изготовили платье. Отдельные детали соединяли без ниток и клея: после увлажнения они прочно срастались друг с другом благодаря водородным связям. Платье покрашено дрожжами и не имеет никаких металлических или пластиковых деталей, поэтому получилось полностью биоразлагаемым и исчезло компосте всего за сорок дней. Авторы оценили перспективы промышленного производства материала. По их расчетам, при выпуске тысячи тонн ткани в год себестоимость составит около 13 долларов за квадратный метр, причем почти 40 процентов затрат придется на питательную среду для выращивания грибов. Исследователи считают, что этот показатель можно снизить, если заменить часть компонентов дешевыми сельскохозяйственными отходами. 

О других примерах использования мицелия в материаловедении можно почитать в нашем тексте «Пошли по грибы».

Источник