Тендітні гриби, які подають на гамбургері, або ніжні, пружні грибні шапки, що прикрашають колоди в лісі, не відрізняються міцністю або жорсткістю ззовні. Але їхній далекий грибний родич, «Трутовик справжній» (Fomes fomentarius), може стати ключем до виробництва нових матеріалів, що можуть замінити сучасний пластик.

Цей гриб, що схожий на кінське копито, можна знайти на континентах по всьому світу, він присмоктується до пошкодженої кори дерев як патоген, що викликає такі захворювання, як біла гниль. «Трутовик справжній» здавна використовувався як трут (будь-який матеріал, який запалюється від однієї іскри) та навіть для виготовлення штучної шкіри рослинного походження, але тепер команда дослідників з Фінляндії з’ясувала, що цей стійкий гриб може відкрити шлях до створення біологічно похідних пластиків, які імітують його структуру.

Завдяки унікальному поєднанню властивостей «Трутовик справжній» «може стати джерелом для виробництва багатофункціональних матеріалів з чудовими властивостями для різноманітних медичних і промислових застосувань у майбутньому», йдеться в дослідженні. Гриб може бути використаний для розробки міцних виробів, таких як бронежилети, екзоскелети для літаків або покриття для лобового скла.

«У природі існує величезна кількість рішень для різних проблем матеріалознавства, і не всі вони належним чином досліджені, – сказав Пежман Мохаммаді, старший автор статті та науковець фінського Центру технічних досліджень VTT, в електронному листі до Motherboard. – Нас цікавило походження хороших властивостей гриба «Трутовик справжній» як матеріалу».

Вивчення компонентів грибів, таких як міцелій (мережа грибкових ниток) або хітин, який є компонентом клітинних стінок грибів, вже йде повним ходом. Міцелій вивчається на предмет його потенціалу як будівельного матеріалу на Землі, а хітин на предмет його потенціалу як будівельного матеріалу на Марсі.

Щоб визначити, як «Трутовик справжній» міг залишатися легким, але достатньо міцним, щоб утриматися на дереві, дослідники використовували інструменти хімічного і механічного аналізу, такі як комп’ютерна томографія, рентгенівська дифракція та інфрачервона спектроскопія, щоб зазирнути всередину гриба і визначити його будову. Результати дослідження були опубліковані в журналі Science Advances.

Під час аналізу команда виявила, що гриб складається з трьох різних шарів: твердої зовнішньої скоринки, піноподібного шару, який називається «контекст», і ділянки щільно упакованих порожнистих трубок, які називаються гіменофорними трубками (H. tubes).

Попри те, що всі три шари в основному складаються з міцелію та інших подібних хімічних компонентів, різниця в мікроструктурі та щільності шарів створює відмінні механічні властивості. За словами Мохаммаді, ця характеристика має вирішальне значення, оскільки вона показує, як невеликі зміни в матеріалі на основі грибів можуть створити різноманітні властивості без необхідності створювати нові матеріали з нуля для їх досягнення.

Ще однією незвичайною особливістю, яку команда виявила під час вивчення гриба, була його здатність залишатися легким, забезпечуючи при цьому міцність на рівні з набагато важчими матеріалами.

«Щоб збільшити міцність матеріалів, зазвичай доводиться йти на компроміси, наприклад, збільшуючи щільність, – каже Мохаммаді. – [Проте], порівнюючи властивості матеріалів структур «Трутовик справжній», важливо враховувати, наскільки вони легкі порівняно з твердим пластиком або деревом. Наприклад, гіменофорні трубки за міцністю можна порівняти з деревом, але вони набагато легші за нього».

Першим важливим кроком на шляху до грибного майбутнього буде розуміння вченими того, як плодове тіло — частина гриба, яку ми можемо бачити — створюється зі спор. Поки це ще не вивчалося в лабораторних умовах.

Мохаммаді сподівається, що до того часу ці нові знахідки продовжуватимуть підігрівати інтерес до живих матеріалів, таких як гриби.

«Співпраця дозволить використати ці відкриття для розробки, наприклад, наступного покоління програмованих матеріалів, здатних відчувати, навчатися, самовідновлюватися та адаптуватися до різних ситуацій», – каже він.