En ny strategi til udvinding af myceliefibre til svampebaserede materialer

Myceliefibre, de fibrøse celler, der findes i frugtlegemer af svampe, har taget fart som et bæredygtigt materiale til fremstilling af læder og emballage på grund af deres fremragende formbarhed. For nylig har et team af forskere fra Shinshu University, Japan, fundet en enkel måde at opnå myceliefibre, kaldet "myceliepulp", fra svampekroppe og blege dem ved hjælp af sollys, mens deres myceliestrukturer holdes intakte.

Hvert år genererer mennesker millioner af tons affald, og næsten 38 % af det affald ender på en losseplads. En betydelig del af det består af plastik eller petroleumsbaserede materialer, der hverken kan nedbrydes eller nedbrydes med tiden. Dette har fået forskere til at udvikle materialer, der er effektive, men alligevel gode for miljøet.

En sådan alternativ og vedvarende ressource er svampebaserede materialer. De rodlignende frugtlegemer af svampe, også kendt som myceliefibre, har vist lovende resultater som det nye tidsalder, miljøvenlige materiale til en bred vifte af forbruger- og industrielle anvendelser. Myceliumfibrene fra frugtlegemet indeholder proteiner, kitin og polysaccharider, hvilket gør dem ideelle til fremstilling af emballagematerialer, lydisolering, tekstiler og meget mere.

De er ikke kun alsidige, men har også lav miljøpåvirkning, er biologisk nedbrydelige og har lave produktionsomkostninger. Konventionelle kemiske eller mekaniske behandlinger, der anvendes til at opnå myceliumfibre, har imidlertid bemærkelsesværdige mangler. Mange ekstraktionsprocesser har en tendens til at give materialerne en uønsket farve og ødelægger ofte deres indviklede myceliestrukturer og begrænser derved deres anvendelser på nanoskala.

Nu en nylig ACS Sustainable Chemistry &Engineering papir, giver en enkel og effektiv måde at opnå myceliemasse og fibre fra svampe uden at ødelægge deres struktur.

"Svampe, der tidligere primært var kendt som en fødevareressource, vil nu blive brugt i daglige husholdningsartikler, hvilket giver folk mulighed for at vælge produkter, der er sikre, pålidelige og miljøvenlige," siger adjunkt Satomi Tagawa fra Det Tekniske Fakultet ved Shinshu University. der ledede denne undersøgelse.

Dr. Tagawa og hendes teammedlemmer, Dr. Hiroya Nakauchi, modtager af Research Fellowship for Young Scientists of Japan Society for the Promotion of Science (JSPS), og Dr. Yoshihiko Amano, professor ved det tekniske fakultet ved Shinshu University, præsenterer en ny måde at udvinde fibrene på, som sikrer, at myceliestrukturerne forbliver intakte.

Holdet behandlede frugtlegemerne af enoki-svampe og de uspiselige reishi-svampe med natriumhydroxid og hydrogenperoxid. De blegede (eller affarvede) derefter de opnåede stoffer ved at udsætte dem for sollys.

Det nu hvide materiale blev udsat for ultralydsbehandling for at defibrillere pulpen på mycelieniveau. Denne proces frembragte en dispersion indeholdende myceliumfibre på mikrometerstørrelse med intakte myceliestrukturer, som bekræftet ved Fourier-transform infrarød spektroskopi.

Fibrene opnået via denne proces viste fremragende deformerbarhed og kunne bruges til at designe produkter som 3D-porøse svampe, 2D-film og 1D-garner.

Ud over at opnå et alsidigt svampebaseret materiale udgør denne enkle tilgang en værdifuld tilføjelse til skrot-og-bygge-tilgangen til fremstilling af svampematerialer, som kan komplementere de eksisterende bottom-up-tilgange.

"Denne teknologi har åbnet muligheder for upcycling af uønskede biprodukter genereret af svampeindustrien og gøre svampematerialer mere cirkulære og nemmere at genbruge. Vi mener, at yderligere forskning i sådanne bæredygtige materialer og metoder kan skabe nye industrier, give beskæftigelsesmuligheder og revitalisere lokale samfund," siger Dr. Tagawa.

Flere oplysninger: Hiroya Nakauchi et al., Preparation of Mycelium Pulp from Mushroom Fruiting Bodies, ACS Sustainable Chemistry &Engineering (2023). DOI:10.1021/acssuschemeng.3c04795

Journaloplysninger: ACS Sustainable Chemistry &Engineering

Leveret af Shinshu University