В журнале ACS Langmuir вышла статья: американские учёные нашли способ делать водонепроницаемые материалы с помощью гриба, который можно есть. Они предлагают замену одноразовой пластиковой плёнке и бумажным стаканчикам с покрытием из пластика. В основе — грибница, то есть та самая подземная паутинка, из которой вырастают шляпки грибов. Оказалось, если смешать её с волокнами целлюлозы из древесины, то вырастает слой, который не пропускает воду, масло и жир.

Авторы провели эксперимент: они вырастили такую защитную плёнку на обычной бумаге, джинсовой ткани, синтепоне (полиэфирный фетр) и тонком шпоне. Всё получилось. Это значит, что природные материалы вполне могут заменить пластиковые покрытия.

Кейтлин Хауэлл из Университета Мэна руководила исследованием. Вот её слова:

Мы надеемся, что, предлагая новые способы уменьшить зависимость от одноразового пластика, поможем сократить количество мусора на свалках и в океане. Природа даёт нам изящные и устойчивые решения, чтобы этого достичь.

Гриб — это не только шляпка на ножке. Под землёй у него разрастается целая сеть тончайших нитей, похожих на пушистые волокна. Эту сеть называют мицелием. Учёные уже давно делают из него влагостойкие материалы — например, кожу, электропроводящую марлю и пряжу. Оказывается, поверхность мицелия сама по себе отталкивает воду.

Мицелий — это тело гриба, которое обычно скрыто под землёй или внутри гнилого дерева. Представьте себе паутину из тончайших белых нитей, которые ветвятся и переплетаются. Каждая нить тоньше человеческого волоса. Вся эта сеть и есть мицелий. Грибная шляпка, которую мы собираем в лесу, — это только «плод», выросший из мицелия для размножения, как яблоко на яблоне. Мицелий может быть огромным — самый большой известный гриб в США занимает под землёй почти тысячу гектаров. Учёным мицелий интересен тем, что его нити очень прочные, гибкие и их поверхность сама по себе не смачивается водой. Поэтому из мицелия можно делать влагостойкую ткань, упаковку или даже строительные блоки.

А ещё есть такие пушистые древесные волокна, из которых делают бумагу. Их микроскопическая форма называется целлюлозными нанофибриллами. Из них получаются плёнки, которые не пропускают кислород, масло и жир. Хауэлл с коллегами решили скрестить полезные свойства гриба и этих волокон. Взяли съедобный гриб «индюшачий хвост» (научное название — Trametes versicolor). Проверили, вырастет ли из смеси его мицелия с целлюлозными волокнами защитное покрытие на разных материалах. Цель — получить безопасную для еды природную плёнку, которая не боится ни воды, ни масел, ни жиров.

Сначала исследователи смешали мицелий с питательным раствором, куда добавили целлюлозные нанофибриллы. Тонким слоем нанесли эту смесь на джинсу, синтепон, берёзовый шпон и два вида бумаги. Потом оставили гриб расти в тепле. Через сутки в духовке гриб инактивировали (убили), а покрытие высушили. Чтобы плёнка хорошо защищала от воды, понадобилось не меньше трёх дней роста гриба. Через четыре дня слой почти не увеличил толщину материалов — примерно как слой краски. Зато цвет изменился: появились желтоватые, оранжеватые и коричневатые пятна.

Капли воды на обработанной грибом ткани и бумаге свернулись в шарики. На необработанных материалах те же капли либо растекались блином, либо впитывались насквозь. Грибное покрытие не пропустило и другие жидкости: н-гептан, толуол и касторовое масло. Значит, оно может служить барьером для самых разных жидкостей. Авторы работы считают, что это удачный пример пищебезопасного грибного покрытия и что у технологии есть шанс заменить одноразовый пластик.

Для науки это шаг в сторону так называемых «живых материалов» — когда мы не синтезируем химию в пробирке, а используем природные механизмы роста. Гриб сам строит нужную структуру, а человек только направляет. Это дешевле и экологичнее, чем выпускать пластик из нефти. Кроме того, работа показывает, как объединять свойства разных природных компонентов: отталкивающую воду способность мицелия и барьерные свойства целлюлозных волокон.

В реальной жизни польза может быть огромной. Представьте: бумажные стаканчики для кофе, которые не текут и не размокают, но при этом их можно спокойно выбросить в компост или даже съесть (в теории). Упаковка для продуктов, которая не засоряет океан. Защитная пропитка для одежды без токсичной химии. Особенно ценно, что гриб съедобный — это снижает риски при случайном контакте с едой. Плюс сырьё возобновляемое: опилки, бумажные отходы, старая ткань могут стать основой для роста.

Главный минус — исследование пока лабораторное и доказало только принципиальную возможность. Никто не проверял, как долго прослужит такое покрытие при реальном использовании. Бумажный стаканчик с грибной плёнкой, возможно, выдержит пять минут кофе, а час горячего чая — уже нет. Также неизвестно, насколько покрытие прочное на истирание и изгиб. В тексте сказано, что через четыре дня толщина почти не изменилась — это может означать, что слой очень хрупкий. Кроме того, гриб инактивировали нагреванием, но мертвый мицелий со временем разлагается микроорганизмами. Вопрос: через сколько недель покрытие начнёт портиться прямо на складе? Наконец, способ сложен для массового производства: три-четыре дня роста, потом сушка в печи — это дольше и дороже, чем напылить расплавленный пластик за секунды.

Ранее ученые использовали грибы в строительстве.