Ученые изобрели одежду, которая может чистить и чинить себя сама
В Шэньчжэньском институте передовых технологий Китайской академии наук разработали «живой» текстиль из кордицепса. Материал обладает превосходными свойствами, которые можно легко настраивать, способен к самоочистке и самопочинке и бесследно разлагается в природе. Описание новинки приведено в журнале Science Advances.
В основе инновационной ткани — паразитический гриб Cordyceps militaris. Паразитирует он на гусеницах, а для человека совершенно безопасен. По словам первого автора статьи Ли Кэ, материал на ощупь плотнее и менее волокнистый, чем хлопок, и больше напоминает мягкое нетканое полотно или гибкий материал, похожий на кожу.
«После стирки и обработки у материала нет сильного грибного запаха. У свежеизготовленных образцов может ощущаться легкий биологический или ферментационный аромат, но он легко устраняется чисткой, сушкой и последующей обработкой», — говорит микробиолог.
Грибница состоит из тонких нитей — гиф. Сначала гриб выращивали в жидкой среде в виде мелких сферических гранул, затем промывали их, помещали в формы и получали цельное полотно. Чтобы материал не был хрупким, его пропитывали глицерином — он действует как пластификатор, размягчая жесткую от природы грибную структуру и делая ее гибкой.
«Мы не используем обычную ткань, полимерную сетку или какой-либо внешний поддерживающий каркас. Сами гранулы мицелия C. militaris служат строительными блоками, а переплетенные гифы образуют непрерывное самонесущее полотно», — объясняет Ли.
Цвет и свойства — по заказу
Для окрашивания материала в него ввели дрожжевые клетки, генетически модифицированные для выработки оранжевого, синего и фиолетового пигментов. «Эти клетки наносятся на грибную ткань, и цвет возникает биологическим путем, а не с помощью обычных синтетических красителей», — отмечает исследовательница.
Живыми добавками можно менять и другие свойства текстиля. Например, благодаря особым условиям роста гиф они могут сделать ткань гидрофобной, что упрощает самоочищение; включение в состав плесени Aspergillus niger, которая часто растет на фруктах и овощах, дает защиту от ультрафиолета за счет вырабатываемого ею меланина.
В случае повреждения ткани на место разрыва достаточно нанести свежие влажные грибные гранулы — и гриб прорастает через дефект, устраняя его.
В сухих условиях большая часть биологической активности сильно затухает, и клетки переходят в неактивное или спящее состояние, подчеркивает Ли.
Но если создать влажную среду и добавить питательные вещества, некоторые клетки снова активируются. Именно этот скрытый биологический потенциал позволяет ткани отрастать и восстанавливаться, а также обеспечивает ее легкую биоразлагаемость — в почве материалу нужно немногим более 40 дней, чтобы исчезнуть без видимых следов.
Платье, которое никто не решился надеть
Из нового грибного материала даже сшили платье, правда, надеть его пока так никто и не решился.
«Это скорее ценный экспонат, к тому же оно маленького размера. Возможно, в следующий раз мы найдем несколько отважных добровольцев миниатюрного телосложения, которые согласятся его примерить и посмотреть, как оно выглядит в движении», — надеется Ли.
Биоразлагаемость такого платья — поразительное достижение на фоне вала отходов, которые генерирует массовая мода сегодня, считает врач-инфекционист Джастин Бирдсли из Сиднейского университета. Но это одновременно и недостаток: вряд ли кому-то захочется носить вещь, которая разлагается слишком легко, — «она попросту распадется прямо на вас».
А поскольку ткань живая, в будущем ее свойства можно будет менять в реальном времени, допускает Бирдсли: «Если бы можно было на какое-то время сделать ее водоотталкивающей, но менее дышащей — например, во время дождя, — это было бы замечательно, а затем возвращать к более дышащему, но менее гидрофобному состоянию».