Ένας παρασιτικός μύκητας που αναπτύσσεται πάνω σε κάμπιες μετατράπηκε σε φόρεμα σχεδιασμένο να μπορεί να επιδιορθώνεται μόνο του, αν υποστεί ζημιά.
Στο βιντεοπαιχνίδι και τη σειρά The Last of Us, οι μύκητες Cordyceps εξελίσσονται ώστε να μολύνουν ανθρώπους και να τους μετατρέπουν σε ζόμπι, στην πραγματικότητα όμως είναι ακίνδυνοι για τον άνθρωπο.
Χρησιμοποιώντας ως βάση τον μύκητα Cordyceps militaris, η Ke Li από την Κινεζική Ακαδημία Επιστημών και οι συνεργάτες της δημιούργησαν ένα ζωντανό υφαντό που μπορεί να «προγραμματιστεί» με διαφορετικές ιδιότητες μέσω διαφόρων μικροβιακών συστατικών.
Όπως λέει η Li, το υλικό είναι πιο πυκνό και λιγότερο ινώδες από το βαμβάκι και θυμίζει περισσότερο ένα μαλακό, μη υφαντό φύλλο ή ένα εύκαμπτο υλικό που μοιάζει με δέρμα.
«Μετά το πλύσιμο και την επεξεργασία, το υλικό δεν έχει έντονη μυρωδιά μανιταριού», λέει. «Μπορεί να υπάρχει μια ελαφριά βιολογική οσμή ή οσμή που σχετίζεται με ζύμωση σε φρεσκοπαρασκευασμένα δείγματα, αλλά αυτή μπορεί να μειωθεί σημαντικά με καθαρισμό, στέγνωμα και μεταγενέστερη επεξεργασία».
Ο μύκητας αποτελείται από λεπτά νημάτια, γνωστά ως υφές. Η Li και οι συνεργάτες της καλλιέργησαν πρώτα τον μύκητα ως μικρούς, σφαιρικούς συσσωματώματα σε υγρή καλλιέργεια, τον έπλυναν και τον τοποθέτησαν σε καλούπια, όπου σχηματίστηκε σε φύλλο.
Για να μην γίνει εύθραυστο το τελικό υλικό, το μούλιασαν σε γλυκερόλη, η οποία λειτουργεί ως «πλαστικοποιητής», κάνοντας τη φυσικά άκαμπτη μυκητιακή δομή πιο μαλακή και πιο εύκαμπτη.
«Δεν χρησιμοποιούμε συμβατικό ύφασμα, πολυμερές πλέγμα ή άλλη εξωτερική υποστηρικτική δομή», λέει η Li. «Τα ίδια τα μυκηλιακά συσσωματώματα του Cordyceps militaris λειτουργούν ως δομικά στοιχεία και οι αλληλένδετες υφές τους σχηματίζουν ένα συνεχές, αυτοϋποστηριζόμενο φύλλο».
Για να δώσουν χρώμα στο υλικό, η ομάδα εισήγαγε κύτταρα ζύμης που είχαν τροποποιηθεί ώστε να παράγουν πορτοκαλί, μπλε και μοβ χρωστικές. «Αυτά τα κύτταρα μπορούν να εφαρμοστούν στο μυκητιακό υφαντό, ώστε το χρώμα να παράγεται βιολογικά και όχι μέσω συμβατικών συνθετικών χρωστικών», λέει η Li.
Οι ερευνητές έδειξαν επίσης ότι μπορούν να αλλάξουν τις ιδιότητες του υφάσματος προσθέτοντας και άλλους μύκητες, για παράδειγμα κάνοντάς το να καθαρίζεται μόνο του, επειδή απωθεί τα σταγονίδια νερού. Για προστασία από την υπεριώδη ακτινοβολία, πρόσθεσαν τον Aspergillus niger, έναν μύκητα που αναπτύσσεται συχνά σε φρούτα και λαχανικά. Αυτό δημιουργεί μια σκούρα στιβάδα στην επιφάνεια του υλικού, η οποία περιέχει τη χρωστική μελανίνη και απορροφά την υπεριώδη ακτινοβολία.
Αν το υφαντό υποστεί ζημιά, φρέσκα, υγρά μυκητιακά σφαιρίδια μπορούν να τοποθετηθούν στο σημείο που χρειάζεται επιδιόρθωση και ο μύκητας απλώς αναπτύσσεται πάνω στο ρήγμα.
Σε ξηρές συνθήκες, η βιολογική δραστηριότητα μειώνεται σημαντικά και τα κύτταρα μπορεί να παραμείνουν ανενεργά ή σε λανθάνουσα κατάσταση, λέει η Li.
Όμως σε υγρές συνθήκες και με την παρουσία θρεπτικών συστατικών, ορισμένα κύτταρα μπορούν να ενεργοποιηθούν ξανά. Αυτή η λανθάνουσα βιολογική ικανότητα είναι που επιτρέπει λειτουργίες όπως η αναγέννηση και η επιδιόρθωση, ενώ σημαίνει επίσης ότι το υλικό είναι εύκολα βιοαποικοδομήσιμο, με σχεδόν πλήρη ορατή αποσύνθεση στο έδαφος λίγο μετά τις 40 ημέρες.
Η Li και οι συνεργάτες της έφτιαξαν ένα φόρεμα από το μυκητιακό υλικό τους, αλλά μέχρι στιγμής κανείς δεν το έχει φορέσει. «Το αντιμετωπίσαμε ως ένα αρκετά πολύτιμο εκθεσιακό κομμάτι και κατασκευάστηκε σε μικρό μέγεθος», λέει. «Ίσως την επόμενη φορά να βρούμε μερικούς μικρόσωμους και τολμηρούς εθελοντές για να το δοκιμάσουν και να δούμε πώς φαίνεται σε κίνηση».
Ο Justin Beardsley από το Πανεπιστήμιο του Σίδνεϊ στην Αυστραλία λέει ότι η βιοαποικοδομησιμότητα του φορέματος είναι εντυπωσιακή σε σύγκριση με όσα διαθέτουμε σήμερα για τη διαχείριση των αποβλήτων της fast fashion.
Ωστόσο, αυτό αποτελεί και μειονέκτημα, γιατί δεν θα θέλει κανείς να φορά κάτι που αποδομείται πολύ εύκολα, καθώς «θα αρχίσει να διαλύεται ενώ το φοράς», λέει.
Καθώς το υφαντό είναι ζωντανό, ο Beardsley θεωρεί ότι στο μέλλον θα μπορούσαν να αλλάζουν οι ιδιότητές του σε πραγματικό χρόνο. «Αν υπήρχε τρόπος να το κάνεις για λίγο υδροαπωθητικό, να γίνεται λιγότερο διαπνέον όταν βρέχει, αυτό θα ήταν εξαιρετικό, και μετά να επιστρέφει στην πιο διαπνέουσα, λιγότερο υδροαπωθητική εκδοχή του αργότερα», λέει.
Science Advances: DOI: 10.1126/sciadv.aed6937
