Davamlı istehsal olunan, bioloji parçalana bilən materiallar müasir materialşünaslığın mühüm diqqət mərkəzindədir. Bununla belə, selüloz, liqnin və ya xitin kimi təbii materiallarla işləyərkən tədqiqatçılar qarşıdurma ilə üzləşirlər. Bu maddələr təmiz formada bioloji parçalana bilsələr də, performans baxımından çox vaxt ideal deyillər. Kimyəvi emal addımları onları daha güclü, daha davamlı və ya daha elastik etmək üçün istifadə edilə bilər – lakin bunu edərkən onların davamlılığı tez-tez pozulur.

Sellüloza və Taxta Materialları laboratoriyasından olan Empa tədqiqatçıları indi bu güzəştdən ağıllı şəkildə qaçan bio-əsaslı material hazırladılar. Yalnız tamamilə bioparçalana bilən deyil, həm də yırtılmağa davamlıdır və çox yönlü funksional xüsusiyyətlərə malikdir. Bütün bunlar minimum emal addımları ilə və kimyəvi maddələr olmadan baş verir – hətta yeyə bilərsiniz. Onun sirri: canlıdır.

Tədqiqat Advanced Materials jurnalında dərc olunub .

Təbiət tərəfindən optimallaşdırılmışdır

Tədqiqatçılar yeni materialın əsası kimi ölü ağacda böyüyən geniş yayılmış yeməli göbələk olan split-gill göbələyinin miselyumundan istifadə etdilər. Miseliyalar, artıq potensial material mənbələri kimi fəal şəkildə tədqiq edilən kök kimi saplı göbələk strukturlarıdır. Normalda, hif kimi tanınan misel lifləri təmizlənir və lazım olduqda kimyəvi şəkildə işlənir, bu da performans və davamlılıq arasında yuxarıda qeyd olunan mübadilə yaradır.

Empa tədqiqatçıları fərqli bir yanaşma seçdilər. Miseliyanı müalicə etmək əvəzinə, bütövlükdə istifadə edirlər. Böyüdükcə göbələk təkcə hiflər əmələ gətirmir, həm də hüceyrədənkənar matris adlanır: canlı hüceyrələrin ifraz etdiyi müxtəlif lifşəkilli makromolekullar, zülallar və digər bioloji maddələrdən ibarət şəbəkə.

“Göbələk özünə struktur və digər funksional xassələri vermək üçün bu hüceyrədənkənar matriksdən istifadə edir. Niyə biz də eyni şeyi etməyək?” Empa tədqiqatçısı Ashutosh Sinha izah edir.

Sellüloza və Taxta Materialları laboratoriyasının rəhbəri Qustav Nyström əlavə edir: “Təbiət artıq optimallaşdırılmış sistem hazırlayıb”.

Bir az əlavə optimallaşdırma ilə tədqiqatçılar təbiətə kömək əli verdilər. Split-gillin böyük genetik müxtəlifliyindən onlar iki xüsusi makromolekulun xüsusilə yüksək səviyyədə istehsal edən bir ştammı seçdilər: uzun zəncirli polisaxarid şizofillan və sabuna bənzər protein hidrofobini.

Quruluşlarına görə hidrofobinlər qütb və apolyar mayelər, məsələn, su və yağ arasındakı interfeyslərdə toplanır. Şizofillan nanolifdir: qalınlığı bir nanometrdən az, lakin min dəfədən çox uzundur. Birlikdə, bu iki biomolekul canlı miselyum material xüsusiyyətlərini verir ki, bu da onu geniş tətbiqlər üçün uyğun edir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1747215719&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-05-versatile-fungi-based-material-resistant.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM2LjAuNzEwMy45MyIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNi4wLjcxMDMuOTMiXSxbIkdvb2dsZSBDaHJvbWUiLCIxMzYuMC43MTAzLjkzIl0sWyJOb3QuQS9CcmFuZCIsIjk5LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1747215719655&bpp=1&bdt=72&idt=101&shv=r20250512&mjsv=m202505070101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1747215397%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1747215397%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1747215397%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=8349774883177&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2402&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=42531705%2C95353386&oid=2&pvsid=6156153853051306&tmod=1603704915&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7Co%7CpeEbr%7C&abl=NS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=105

Canlı emulqator

Tədqiqatçılar öz materiallarının çox yönlü olduğunu laboratoriyada nümayiş etdirdilər. Tədqiqatlarında canlı material üçün iki mümkün tətbiqi nümayiş etdirdilər: plastikə bənzər bir film və emulsiya. Emulsiyalar adətən qarışmayan iki və ya daha çox mayenin qarışığıdır. Məsələni görmək üçün soyuducunu açmaq kifayətdir: Süd, salat sarğı və ya mayonez hamısı emulsiyadır. Müxtəlif kosmetika, boyalar və laklar da emulsiya formasını alır.

Problemlərdən biri belə qarışıqları sabitləşdirməkdir ki, zamanla ayrı-ayrı mayelərə ayrılmasın. Canlı miselyumun güclü tərəfləri burada göstərilir: Həm şizofillan lifləri, həm də hidrofobinlər emulqator rolunu oynayır və göbələk bu molekulların daha çoxunu buraxmağa davam edir.

Sinha deyir: “Bu, yəqin ki, zaman keçdikcə daha sabitləşən yeganə emulsiya növüdür”. Həm göbələk filamentlərinin özləri, həm də hüceyrədənkənar molekulları tamamilə toksik deyil, bioloji cəhətdən uyğundur və yeməli olur – parçalanmış gill göbələyi dünyanın bir çox yerində müntəzəm olaraq yeyilir. Nyström deyir: “Onun kosmetika və qida sənayesində emulqator kimi istifadəsi xüsusilə maraqlıdır”.

Kompost torbalarından tutmuş batareyalara qədər

Canlı göbələk şəbəkəsi klassik material tətbiqləri üçün də uyğundur. İkinci təcrübədə tədqiqatçılar miselyumdan nazik təbəqələr əmələ gətirdilər. Uzun şizofillan lifləri olan hüceyrədənkənar matris materiala çox yaxşı dartılma gücü verir ki, bu da içindəki göbələk və polisaxarid liflərinin məqsədyönlü uyğunlaşması ilə daha da gücləndirilə bilər.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Nyström izah edir: “Biz lif əsaslı materialların emalı üçün sübut edilmiş üsulları yeni yaranan canlı material sahəsi ilə birləşdiririk”.

Sinha əlavə edir: “Bizim miselyum canlı lif kompozitidir, belə demək mümkünsə.”

Tədqiqatçılar göbələk materialının xüsusiyyətlərini mantarın böyüməsi şərtlərini dəyişdirərək idarə edə bilərlər. Digər funksional makromolekullar istehsal edən digər göbələk suşlarından və ya növlərdən istifadə etmək də düşünülə bilər.

Canlı materiallarla işləmək də müəyyən çətinliklər yaradır.

Nyström deyir: “Bioloji parçalana bilən materiallar həmişə ətraf mühitə reaksiya verir”. “Biz bu qarşılıqlı əlaqənin maneə deyil, bəlkə də üstünlük olduğu tətbiqlər tapmaq istəyirik.”

Bununla belə, onun bioloji parçalanma qabiliyyəti miselyum üçün hekayənin yalnız bir hissəsidir. O, həm də bioloji parçalayıcıdır: Split-gill göbələkləri ağac və digər bitki materiallarını aktiv şəkildə parçalaya bilir.

Sinha burada başqa bir potensial tətbiq görür: “Kompost edilə bilən plastik torbalar əvəzinə, üzvi tullantıları kompost edən çantalar hazırlamaq üçün istifadə edilə bilər” dedi tədqiqatçı.

Davamlı elektronika sahəsində miselyum üçün perspektivli tətbiqlər də var. Məsələn, göbələk materialı nəmə qarşı tərs reaksiya göstərir və bioloji parçalana bilən nəmlik sensorları istehsal etmək üçün istifadə edilə bilər. Nyström komandasının hazırda üzərində işlədiyi başqa bir proqram canlı materialı Sellüloza və Taxta Materiallar laboratoriyasının iki digər tədqiqat layihəsi ilə birləşdirir: göbələk biobatareya və kağız batareya.

“Biz elektrodları canlı “göbələk kağızından” ibarət olan yığcam, bioloji parçalana bilən batareya istehsal etmək istəyirik” dedi Sinha.

Ətraflı məlumat: Ashutosh Sinha et al, Qabaqcıl Materiallar, Qabaqcıl Materiallar üçün Yeni Davamlı Platforma kimi Miselyumdan Living Fiber Dispersions (2025). DOI: 10.1002/adma.202418464

Jurnal məlumatı: Təkmil materiallar 

Material Elmləri və Texnologiyaları üzrə İsveçrə Federal Laboratoriyaları tərəfindən təmin edilmişdir