Как грибы могут остановить загрязнение природы

20

АРИ в: Яндекс Гугл

Любой человек, который провел хотя бы небольшое количество времени на открытом воздухе, вероятно, мог заметить, что, несмотря на всю хаотичность современного мира, природа удивительно организована и собрана.

Буквально математическая организация природы обнаруживается везде — от элегантных логарифмических спиралей, из которых состоят морские раковины, до гипнотических узоров, сплетенных в паутину и сложных орнаментов древесных листьев.

Ученые давно черпают вдохновение у природы. Биомимикрия — это метод решения проблем людей путем поиска в природе моделей и стратегий природы, которые помогают решать социальные, бытовые проблемы. Ученые теперь ищут строительные блоки из грибов, чтобы решить проблему загрязнения мира пластиком, и процессы, лежащие в основе появляющихся технологий, просто увлекательны.

Мицелий

На фото: мицелий, источник tokar.ua

Что такое мицелий?

Мицелий, лежащий в основе вегетативного тела грибов, представляет собой корневую систему грибов, которая забирает питательные вещества из мертвых деревьев и других растений через секрецию пищеварительных ферментов и может организовать молекулы, которые он производит, в невероятно сложные структуры и формы.

Новаторские исследования эколога Сюзанны Симард за последние 35 лет показали, что мицелий создает своего рода структуру, которая позволяет большим сетям деревьев и других растений обмениваться питательными веществами под землей, и даже передавать информацию о паразитах и ​​других хищниках своим соседям. Это помогает составить представление о потенциальном масштабе мицелия: было обнаружено, что некоторые грибы занимают площадь примерно 965 га.

После нескольких испытаний с мицелием, исследователи выяснили, что из него можно получить вещество, которое имеет потенциал для применения во множестве реальных отраслей экономики, и многие компании по всему миру уже начинают изучать этот потенциал для замены материалов на нефтяной и другой основе, в самых разных отраслях, от упаковки, одежды и даже строительства, на материалы из мицелия.

Эта потенциальная технология, открывает огромные возможности для экологически чистых производств. По оценкам, только мировая упаковочная промышленность к второй половине этого десятилетия вырастет до более чем 50 миллиардов долларов.

Упаковочная промышленность

Иллюстрация Яндекс

Перспективы применения

Ecovative Design — эта американская компания использует технический и экономический потенциал мицелия, добилась впечатляющих результатов в возможностях этой технологии. Ecovative, основанная в 2007 году, сосредоточилась на том, чтобы «замкнуть цикл» производства материалов из мицелия и ее продукты могли безопасно и быстро разлагаться в земле, а не скапливаться на свалках.

«Материалы на основе мицелия по своей природе совместимы с природой, поэтому в конце их полезного жизненного цикла они могут быть возвращены в Землю», — объяснил соучредитель Ecovative Гэвин Макинтайр в интервью журналу Interesting Engineering. «Биохимическая основа мицелия [составляет] хитин, тот же биополимер, который содержится в панцирях лобстеров и крабов».

Преимущества пластика неоспоримы. Пластик – дешевый, легкий и простой в производстве материал. Он так хорош, что весь мир знает о том, что в среднем пластиковая бутылка полностью разлагается через 200-500 лет. Однако, Макинтайр считает, что хотя биоматериал, такой как мицелий, может не выдерживать конкуренции с пластиком, но на самом деле у него много достоинств.

Экологическая безопасность

Разрушение пластика в природе — это долгий процесс, в котором участвуют бактерии, грибки и простейшие организмы, которые живут в почве и обладают ферментативной способностью расщеплять эти материалы. Однако, если создавать материалы из мицелия, то они после использования полностью разлагаются за 45 дней.

Пластик на пляже

Иллюстрация pixabay

Еще в 2007 году, материалы на основе мицелия, такие как изоляционные панели, которые были собраны Макинтайром и его коллегами, были протестированы в лаборатории одного из институтов Нью-Йорка. Материал оказался не только легким, но и обладающим определенными водостойкими и огнеупорными свойствами. В том же году изобретатели зарегистрировали его под торговой маркой Greensulate.

Процесс, лежащий в основе производства мицелия, также позволяет таким компаниям, как Ecovative, создавать широкий спектр продуктов, от текстиля, до производства упаковок любых объемов, поскольку, мицелий может принимать разные заданные формы, а затем ему дают высохнуть естественным путем и таким образом, получается готовая к использованию продукция. И как только он снова подвергается воздействию влажной почвы, он начинает процесс разложения.

Это сложная задача, но мицелий может сыграть важную роль в экологической безопасности планеты. Мицелий также можно использовать в качестве промышленного строительного материала. Считается, что на строительную промышленность приходится чуть более 10 процентов мировых выбросов углерода, значительная часть которых приходится на производство цемента. Это одна из отраслей, которая в потенциале может измениться благодаря мицелию.

Развитие технологии

Одна из замечательных особенностей мицелия заключается в том, что его можно выращивать фактически везде, в любых условиях, используя местные ресурсы и превращая их в строительные материалы для всех видов строительства. При чем, мицелий может активно самовосстанавливаться в случае его повреждения.

Эбен Байер и Гэвин Макинтайр

Эбен Байер и Гэвин Макинтайр

Если технология продолжит развиваться, в ближайшем будущем она может стать конкурентоспособной по отношению к строительным материалам для дома.

Но, в отношении мицелия есть и поводы для беспокойства, как и у любого материала, у него есть свои пределы. Одним из ограничений является количество воды, которое он может поглотить, что, по признанию Макинтри, является преимуществом для альтернатив пенопласта, но может быть проблематичным в других областях.

Исследование 2020 года, опубликованное в журнале Materials & Design, перекликается с этими словами. Авторы исследования признают, что, хотя строительные материалы с мицелием обладают лучшими противопожарными свойствами и имеют более низкую теплопроводность, чем традиционные материалы, их пеноподобная механика ограничивает возможности их применения.

Также было высказано предположение, что биокомпозиты мицелия подвержены риску заражения бактериями и плесенью. Несмотря на эти проблемы, Макинтайр и другие ученые с оптимизмом смотрят на будущее мицелия, и нетрудно понять, почему.

Материал действительно, похоже, удовлетворяет многим требованиям, которые, по мнению ученых и защитников климата, необходимо выполнить, чтобы значительно снизить воздействие человека на окружающую среду, при этом демонстрируя множество других преимуществ в каждой области, в которой он может быть применен.

Естественно, что скорее всего, в ближайшие годы материалы на основе мицелия и другие альтернативные разработки, которые могли бы заменить пластик в производственных масштабах, использоваться не будут, поскольку, это требует модернизации производства. Плюс, изделия из мицелия дороже пластиковых. Однако, исследователи утверждают, что эти материалы можно использовать для любых отраслей — от производства потребительских товаров до космонавтики.

Если технология действительно может заменить вредные пластиковые изделия дешевыми, биоразлагаемыми, экологически чистыми альтернативами, то возможно, ученые разработали инструмент, который поможет обеспечить более стабильное и устойчивое будущее для планеты. Макинтайр предлагает людям подумать обо всех полиуретанах, которые используются в автомобильной и швейной промышленности.

Это материалы можно заменить безопасным для экологии мицелием и он может стать универсальным. Универсальность означает повышенную функциональность. Чем больше мы исследуем биомимикрию и используем природу как основу для лучшего обращения с ней, тем более устойчивый мир мы сможем создать.

5/5 - (22 голоса)
Предыдущая статьяБактерии выживают без пищи до 100000 лет
Следующая статьяЗабудьте о 5G. Появилось новое поколение связи 6G