Bæredygtigt læder, garn og papir – fra brødspisende svampe

Din næste trendy håndtaske kunne være lavet af "læder" lavet af en svamp. I dag vil forskere beskrive, hvordan de har udnyttet denne organisme til at omdanne madaffald til bæredygtigt imiteret læder samt papirprodukter og bomuldserstatninger med egenskaber, der kan sammenlignes med de traditionelle materialer. De forklarer, at dette svampelæder tager kortere tid at producere end eksisterende erstatninger, der allerede er på markedet, og i modsætning til nogle andre er det 100 % biobaseret.

Forskerne vil præsentere deres resultater i dag på forårsmødet i American Chemical Society (ACS).

Bomuld er en mangelvare, og ligesom petroleumsbaserede tekstiler og læder er produktionen forbundet med miljøhensyn. I mellemtiden går masser af mad til spilde. Akram Zamani, Ph.D., satte sig for at løse disse tilsyneladende uafhængige problemer med nye biobaserede, bæredygtige materialer afledt af svampe. "Vi håber, de kan erstatte bomuld eller syntetiske fibre og animalsk læder, som kan have negative miljømæssige og etiske aspekter," siger Zamani, projektets hovedefterforsker. "I udviklingen af ​​vores proces har vi været omhyggelige med ikke at bruge giftige kemikalier eller andet, der kunne skade miljøet."

Ligesom mennesker skal svampe spise. For at fodre organismerne indsamlede holdet usolgt supermarkedsbrød, som de tørrede og malede til brødkrummer. Forskerne blandede brødkrummerne med vand i en reaktor i pilotskala og tilsatte sporer af Rhizopus delemar , som typisk kan findes på rådnende mad. Da denne svamp fodrede brødet, producerede den mikroskopiske naturlige fibre lavet af kitin og chitosan, der akkumulerede i dens cellevægge. Efter to dage indsamlede forskerne cellerne og fjernede lipider, proteiner og andre biprodukter, som kunne bruges i fødevarer eller foder. Den resterende gelélignende rest bestående af de fibrøse cellevægge blev derefter spundet til garn, som kunne bruges i suturer eller sårhelende tekstiler og måske i tøj.

Alternativt blev suspensionen af ​​svampeceller lagt fladt ud og tørret til papir- eller læderlignende materialer. De første prototyper af svampelæder, som holdet producerede, var tynde og ikke fleksible nok, siger Zamani, der er på universitetet i Borås i Sverige. Nu arbejder gruppen på tykkere versioner bestående af flere lag for i højere grad at efterligne ægte dyrelæder. Disse kompositter inkluderer lag behandlet med træafledte tanniner - som giver blødhed til strukturen - kombineret med alkalibehandlede lag, der giver den styrke. Fleksibilitet, styrke og glans blev også forbedret ved behandling med glycerol og et biobaseret bindemiddel. "Vores seneste test viser, at svampelæderet har mekaniske egenskaber, der kan sammenlignes med ægte læder," siger Zamani. For eksempel er forholdet mellem tæthed og Youngs modul, som måler stivhed, ens for de to materialer.

Mens nogle andre svampelæder allerede er nået på markedet, er der kun offentliggjort få oplysninger om deres produktion, og deres egenskaber matcher endnu ikke ægte læder, ifølge Zamani. Efter hvad hun kan konstatere, er de kommercielle produkter lavet af høstede svampe eller af svamp dyrket i et tyndt lag oven på madaffald eller savsmuld ved hjælp af faststofgæring. Sådanne metoder kræver flere dage eller uger at producere nok svampemateriale, bemærker hun, hvorimod hendes svamp er nedsænket i vand og kun tager et par dage at lave den samme mængde materiale. Et par andre forskere eksperimenterer også med dyrkning under vand, men i meget mindre skala end hendes gruppes indsats.

Derudover indeholder nogle af svampelæderene på markedet miljøskadelige belægninger eller forstærkningslag af syntetiske polymerer afledt af petroleum, såsom polyester. Det står i kontrast til holdets produkter fra Universitetet i Borås, som udelukkende består af naturlige materialer og derfor vil være biologisk nedbrydelige, forventer Zamani.

Hendes team arbejder på at forfine deres svampeprodukter yderligere. De begyndte også for nylig at teste andre typer madspild, herunder frugt og grøntsager. Et eksempel er den masse, der er tilbage, efter at juice er presset fra frugt. "I stedet for at blive smidt væk, kan det bruges til at dyrke svampe," siger Zamani. "Så vi begrænser os ikke til brød, for forhåbentlig kommer der en dag, hvor der ikke er noget brødspild." + Udforsk yderligere

Fremstilling af læderlignende materialer fra svampe