این «لباس» زنده است و خودش را ترمیم میکند
پژوهشگران در چین موفق به ساخت نوعی پارچه از «میسلیوم زنده» شدهاند؛ ساختاری رشتهای که بخش اصلی پیکره قارچها را تشکیل میدهد. این ماده جدید قابلیتهایی مانند خودپاکشوندگی، ترمیم نسبی خودکار و امکان تغییر رنگ یا ایجاد مقاومت در برابر اشعه فرابنفش را دارد و میتوان این ویژگیها را با افزودن گونههای مختلف قارچ یا مخمر به آن اضافه کرد.
فرادید| این دستاورد توسط پژوهشگران مؤسسههای فناوری پیشرفته شنژن در چین توسعه یافته و نمونهای از مواد زنده مهندسیشده به شمار میرود؛ موادی که بر پایه موجودات زنده ساخته میشوند و حتی پس از تبدیل شدن به شکل نهایی خود، همچنان فعالیتهای زیستی خود را حفظ میکنند.
به گزارش فرادید؛ این ویژگی، تفاوت مهمی با بیشتر کاربردهای امروزی میسلیوم دارد. در کاربردهای رایج، معمولاً قارچ پس از رشد، خشک و عملاً از بین برده میشود تا مادهای پایدار و غیرزنده تولید شود؛ مادهای که در سالهای اخیر بهعنوان جایگزینی زیستپایه برای بستهبندیهای پلاستیکی و چرم مصنوعی مورد توجه قرار گرفته است.
اما پژوهشگران این پروژه به جای کشتن قارچ، از قارچ زنده اما غیرفعالشده کوردیسپس میلیتاریس استفاده کردند تا بتوانند از قابلیتهای طبیعی آن بهره بگیرند. نتیجه، مادهای است که میتواند خود را بازسازی کند، به شرایط محیطی واکنش نشان دهد و در آینده کاربردهایی در صنعت پوشاک و حتی معماری داشته باشد.
نمونه اولیه یک لباس با استفاده از این ماده توسط شرکت نوآوری مواد پیلاسفیر ساخته شده است. این لباس نشان میدهد که چگونه میتوان از مواد زنده برای طراحی پوشاکی استفاده کرد که برخلاف پارچههای معمولی، ویژگیهای زیستی فعال داشته باشند.
پژوهشگر اصلی این پروژه، کِی لی، و همکارانش در مقالهای منتشرشده در نشریه علمی معتبر Science Advances توضیح دادهاند که این فناوری بر پایه یک «سامانه قارچی برنامهپذیر» عمل میکند. در این روش، میسلیوم مانند یک سیستم قابل تنظیم در نظر گرفته میشود؛ ساختار پایه پارچه از قارچ ساخته میشود و قابلیتهای اضافی مانند رنگ، مقاومت در برابر نور خورشید یا ویژگیهای دیگر، از طریق ترکیب با قارچها و مخمرهای دیگر به آن افزوده میشود.
به گفته پژوهشگران، این فناوری میتواند مواد زنده مهندسیشده را به مرحلهای نزدیکتر کند که در آن خودترمیمشوندگی، واکنش به محیط و کنترل عملکرد ماده در مقیاسهای بزرگ امکانپذیر باشد.
آنها در مقاله خود نوشتهاند که اگرچه زیستشناسی مصنوعی توانسته قابلیتهای مواد زنده مهندسیشده را بهشدت افزایش دهد، اما هنوز یک چالش مهم باقی مانده است: ترکیب ساختاردهی خودکار با فعالیت زیستی پایدار در مقیاسهای بزرگ. حل این مسئله برای کاربردهای عملی، از پارچههای سازگار با محیط گرفته تا مواد ساختمانی زیستی، ضروری خواهد بود.
پارچهای که غذا میخورد و دوباره رشد میکند
قابلیت بازسازی این ماده از ساختار پایه میسلیوم سرچشمه میگیرد. پس از خشک شدن در دمای ۴۵ درجه سانتیگراد، این ماده نه کاملاً زنده است و نه کاملاً مرده؛ بلکه در حالتی شبیه به خواب زیستی با فعالیت متابولیکی بسیار پایین قرار میگیرد.
کِی لی توضیح داده است که با افزودن محلول غذایی تهیهشده از آب سیبزمینی، میتوان این قارچ خاموش را دوباره فعال کرد. در این حالت، میسلیوم شروع به رشد دوباره میکند، رشتههای قارچی جدید میفرستد و سطح ماده را بازسازی میکند.
حتی اگر بخشی از این ماده سوراخ شود، قرار دادن محلول غذایی همراه با مقدار کمی قارچ تازه روی قسمت آسیبدیده باعث میشود سلولهای زنده در سراسر شکاف رشد کنند و سطح را بدون نیاز به چسب یا دوخت ترمیم کنند.
این ماده همچنین بهطور طبیعی خاصیت خودپاکشوندگی دارد، زیرا سطح آن آبگریز است و بهراحتی آلودگی و رطوبت را جذب نمیکند.
رنگ و مقاومت در برابر نور با کمک قارچها و مخمرها
رنگ آبی این ماده و مقاومت آن در برابر اشعه فرابنفش از ترکیب آن با موجودات زنده دیگر به دست میآید. برای ایجاد رنگ آبی، پژوهشگران از مخمر آبجو یا ساکارومایسس سرویزیه استفاده کردند و برای ایجاد مقاومت در برابر اشعه فرابنفش، قارچ آسپرژیلوس نایجر را به کار گرفتند.
این ترکیبات از ابتدا همراه با کوردیسپس میلیتاریس رشد داده شدند و بدون نیاز به دستکاری ژنتیکی، ویژگیهای جدیدی به ماده اضافه کردند.
شرکت پیلاسفیر یک نمونه لباس مفهومی از این ماده ساخته است. طراحی مفهومی و ظاهر لباس توسط یویانگ سونگ، بنیانگذار این شرکت، انجام شد و ساخت و برش آن را همکار او، روچن وانگ، بر عهده گرفت.
در این لباس از چند نوع مختلف از این ماده استفاده شده است؛ از جمله بخشهایی که با مخمر آبجو ترکیب شدهاند و رنگ آبی یکنواخت و طبیعی ایجاد میکنند.
آینده پوشاک زنده و مواد زیستی
کِی لی معتقد است این ماده در حال حاضر میتواند برای کاربردهایی مانند مد مفهومی، لوازم جانبی، سطوح تزئینی پارچهای، آثار نمایشگاهی و بستهبندیهای زیستتجزیهپذیر مورد استفاده قرار گیرد.
او میگوید بافت خاص سطح، رنگآمیزی زیستی، قابلیت ترمیم کنترلشده و تجزیهپذیری این ماده، آن را برای محصولاتی مناسب میکند که در آنها ظاهر، تجربه بصری و طول عمر مشخص اهمیت دارد.
با این حال، پژوهشگران تأکید میکنند که پیش از استفاده گسترده از این ماده در لباسهای روزمره یا سازههای معماری دائمی، باید مشکلاتی مانند افزایش دوام، مقاومت در برابر رطوبت، ایمنی و استانداردسازی فرآیند تولید برطرف شود.
