Houby jsou dokonalí architekti. Finští vědci je chtějí napodobit při tvorbě supermateriálů

Skupina vědců z finského Technického výzkumného centra VTT odhalila tajemství mimořádných mechanických vlastností a velmi nízké hmotnosti některých hub. Jejich složitý architektonický design by se podle nich dal napodobit a využít k vytvoření nových materiálů, jež by v budoucnosti nahradily plasty.

Výzkum sleduje složité strukturální, chemické a mechanické vlastnosti, které během evoluce získala houba troudnatec kopytovitý. Tyto vlastnosti působí společně a vytvářejí podle vědců zcela novou třídu vysoce výkonných materiálů.

Výsledky finského výzkumu by se daly využít jako inspirace pro vytváření nové generace mechanicky odolných, lehkých a udržitelných materiálů.

Zatímco v současné době podobné hmoty získáváme z fosilních paliv, v budoucnosti by se daly doslova pěstovat. Možnosti jejich využití jsou prakticky neomezené. Patří mezi ně nárazuvzdorné implantáty, sportovní vybavení, tělesné pancíře, exoskelety pro letadla, elektronika nebo povrchové úpravy čelních skel.

Jednotlivé vrstvy spolupracují

Troudnatec neroste na zemi, ale na stromech. Jde totiž o dřevokaznou houbu patřící mezi choroše. Ze stromů dokáže získávat všechny potřebné živiny. A aby na stromě vydržel a odolal všemu, co by si na něj na tak viditelném místě chtělo pochutnat, potřebuje mít unikátní vlastnosti.

Houba to zvládá díky důmyslné, velmi lehké biologické konstrukci, která je sice svým složením jednoduchá, ale nesmírně účinná. Dokáže kombinovat požadavky na ochranu před hmyzem nebo spadlými větvemi, rozmnožování i přežití. Konzumuje se tak špatně, že vlastně nikomu nechutná. A navíc je tato struktura natolik tvárná, že se umí přizpůsobit rozdílným podmínkám v různých ročních obdobích. 

Výzkum odhalil, že plodnice troudnatce je složená ze tří vrstev, přičemž každá plní odlišnou funkci, ale současně spolupracují. „Hlavní složkou všech vrstev je síť mycelia. V každé vrstvě ale mycelium vykazuje velmi odlišnou mikrostrukturu s jedinečnou preferenční orientací, poměrem stran, hustotou a délkou větví,“ uvedl Pezhman Mohammadi, který výzkum vedl.

Vlastnosti bez kompromisů

Struktura této houby je výjimečná tím, že ji lze modifikovat a vytvářet tak různé materiály s odlišnými vlastnostmi. Minimální změny v morfologii buněk i mimobuněčném materiálu vedou k různorodým materiálům s odlišnými fyzikálně-chemickými vlastnostmi. Tyto vlastnosti podle finských vědců překonávají většinu přírodních i umělých materiálů.

Tradiční materiály se totiž obvykle potýkají při výrobě s kompromisy: například aby se zvýšila pevnost materiálu, musí se většinou zvýšit jeho hmotnost. Troudnatec to ale dokáže jen drobnými změnami struktury, aniž by to vyvolávalo výše popsané komplikace. 

„Architektonický design a biochemické principy této houby otevírají úplně nové možnosti v materiálovém inženýrství. Jde například o výrobu ultralehkých struktur, nanokompozitů se zlepšenými mechanickými vlastnostmi nebo zkoumání nových výrobních cest pro další generaci programovatelných materiálů s vysoce výkonnými funkcemi,“ doplnil Mohammadi.

Výsledky výzkumu vyšly v časopise Science Advances.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Trumpovy vyhazovy způsobují chaos nejen mezi jadernými experty

Administrativa Donalda Trumpa propustila tisíce státních zaměstnanců, například z ministerstva školství, Úřadu pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) nebo lesní správy. Důvodem je snaha ušetřit na federálních výdajích. Odborníci ale upozorňují, že fungování některých úřadů tím může být ohroženo, zejména pokud se výpovědi týkají odborných vědeckých pozic.
před 5 hhodinami

Korejci zvažují obchodní loď na jaderný pohon

Jihokorejská loďařská společnost zveřejnila svoje plány na stavbu masivní kontejnerové lodi, která by nemusela řešit kolísavé ceny fosilních paliv ani se zdržovat čerpáním pohonných hmot. Nebyla by omezena ani délkou trasy, protože má být poháněna malým jaderným reaktorem. Pomoci by to mohlo i dekarbonizaci námořní dopravy.
před 10 hhodinami

Kořeněně, dřevitě, sladce. Vědci popsali, jak voněly mumie

Vědci analyzovali starověké egyptské mumie. Zajímalo je, jakým způsobem voní – a to jak z hlediska samotného chemického složení, tak i vjemu na lidi. Pro studii využili jak citlivé přístroje, tak i speciálně vycvičené lidské „čichače“.
před 11 hhodinami

Čínští astronauti vyrobili v kosmu raketové palivo. Využili umělou fotosyntézu

Čínští astronauti dokázali vyrobit ve vesmíru raketové palivo a kyslík pomocí „umělé fotosyntézy", a to při běžné teplotě. Šlo o jeden z dvanácti experimentů, které provedli na vesmírné stanici Tchien-kung.
před 14 hhodinami

V Hongkongu vytvořili lék na jeden druh leukemie. Míra přežití je 97 procent

Vývoj léků proti rakovině trvá mnohdy desítky let, takže se může zdát, že se v tomto oboru nic neděje. Ale když pak výsledky přijdou, mohou pomoci zachraňovat tisíce lidských životů. To slibuje i nový lék proti rakovině krve, se kterým přišli hongkongští vědci.
před 15 hhodinami

V Arktidě je rekordně málo mořského ledu

Za běžných okolností v lednu v Arktidě mořského ledu přibývá. Letos ale v druhé polovině měsíce ledu příliš nepřibývalo, anebo ho dokonce mírně ubylo. Rozsah mořského ledu v Arktidě celkově klesá dlouhodobě. Chaotické však byly i srážky, kdy například v Texasu bylo víc sněhu než na Aljašce.
16. 2. 2025

Středověké konference popularizovaly vědu. Historik popsal roli Jana Husa

Když se řekne kvodlibet, drtivé většině Čechů se zřejmě nevybaví vůbec nic. Ale právě za studium kvodlibetů byl nyní oceněn český historik a filozof Ota Pavlíček – v lednu 2025 obdržel Cenu Neuron pro nadějné vědce a s ní spojenou odměnu 500 tisíc korun na další výzkum. Roli v nich hrál i český mistr Jan Hus. Proč je právě kvodlibet tak zajímavý a možná i důležitý pro moderní dobu?
16. 2. 2025

Kjótský protokol se pokusil před 20 lety snížit emise

Před dvaceti lety, 16. února 2005, vstoupil po ratifikaci Ruskem v platnost Kjótský protokol o snížení emisí skleníkových plynů. Podle dokumentu měly být v letech 2008 až 2012 sníženy celkové světové emise oxidu uhličitého a dalších skleníkových plynů v průměru o 5,2 procenta v porovnání s rokem 1990. Platnost protokolu byla nakonec prodloužena do roku 2020. Nahradila ho pařížská úmluva OSN o změně klimatu, která vstoupila v platnost v listopadu 2016.
16. 2. 2025
Načítání...