蘑菇可以帮助取代新型高性能超轻材料中的塑料

芬兰VTT技术研究中心的一个研究小组解开了某些真菌非凡的机械性能和超轻重量背后的秘密。蘑菇的复杂建筑设计可以被模仿并用于创造新材料来取代塑料。研究结果于22年2023月<>日发表在《科学进展》上。

VTT的研究首次显示了蹄蘑菇(Fomes fomentarius)在整个进化过程中适应的复杂结构，化学和机械特征。这些功能协同作用，创造出一类全新的高性能材料。

研究结果可作为灵感来源，自下而上地成长为下一代机械坚固且轻质的可持续材料，用于实验室条件下的各种应用。这些包括抗冲击植入物、运动器材、防弹衣、飞机外骨骼、电子设备或挡风玻璃表面涂层。

揭开福美斯真菌独特的微观结构

大自然提供了对生物体进化来构建坚固材料的设计策略的见解。火种真菌Fomes是一种特别有趣的物种，用于先进材料应用。它是白桦树的常见居民，具有从枯树中释放碳和其他养分的重要功能。Fomes子实体是巧妙的轻质生物设计，成分简单，但性能高效。它们满足各种机械和功能需求，例如，防止昆虫或掉落的树枝、繁殖、生存(动物不喜欢的质地和味道)，以及通过季节变化而蓬勃发展的多年子实体。

VTT的新研究表明，Fomes子实体是一种功能梯度的材料，具有三个不同的层，经历多尺度的分层自组装。

“菌丝体网络是所有层中的主要组成部分。然而，在每一层中，菌丝体表现出非常独特的微观结构，具有独特的优先取向、纵横比、密度和分支长度。细胞外基质充当增强粘合剂，在数量，聚合物含量和互连性方面每层都不同，“VTT高级科学家Pezhman Mohammadi说。

可更改的结构可实现不同的功能

Fomes的结构是非凡的，因为它可以修改以创造具有不同性能的多样化材料。细胞形态和细胞外聚合物组成的微小变化导致具有不同物理化学特征的多样化材料，超过大多数天然和人造材料。虽然传统材料通常面临性能权衡(例如，增加重量或密度以增加强度或刚度)，但Fomes无需这种权衡即可实现高性能。

“Fomes真菌的建筑设计和生化原理为材料工程开辟了新的可能性，例如制造超轻质技术结构，制造具有增强机械性能的纳米复合材料，或探索具有高性能功能的下一代可编程材料的新制造路线。

“此外，使用简单的成分种植材料可以帮助克服我们未来制造和消费材料的成本、时间、大规模生产和可持续性，”Pezhman 解释道。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！