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

Internet využívá v mobilu drtivá většina českých dětí. Hlavně kvůli zábavě

Každý den používá chytré telefony v současné době 92 procent mladých a dospívajících v Česku. Je v tom podle vědců z Masarykovy univerzity vidět značný generační rozdíl, protože stolní počítač nebo notebook jich denně zapíná oproti tomu jen necelá třetina, konkrétně 31 procent.
před 2 hhodinami

Viry jako zbraň proti nemocem rajčat. Čeští vědci chtějí nasadit bakteriofágy

Vědci z Ústavu experimentální botaniky Akademie věd ČR (ÚEB AV ČR) testují ochranu rajčat prostřednictvím takzvaných bakteriofágů, tedy virů, které jsou schopny ničit bakterie. Jejich cílem je najít šetrnější způsob ochrany před bakteriální tečkovitostí – chorobou, která výrazně ohrožuje výnosnost plodů. Podařilo se jim vyvinout funkční prototyp, který se nyní testuje v kontrolovaném prostředí.
před 8 hhodinami

El Niňo je tady. Meteorologové předpovídají, co přinese

Američtí meteorologové oficiálně potvrdili výskyt meteorologického jevu El Niňo, který přispívá k nárůstu teplot po celém světě a je spojen se suchem i povodněmi. Americký Národní úřad pro oceán a atmosféru (NOAA) uvedl, že podmínky pro El Niňo se vyvinuly v posledním měsíci, o čemž svědčí nadprůměrné teploty mořské hladiny ve středním a východním Pacifiku v oblasti rovníku.
před 9 hhodinami

Vědci našli velrybí pohřebiště. Obsahuje stovky těl starých i miliony let

Na dně Indického oceánu vědci objevili rozsáhlé pohřebiště velryb, které se táhne v délce asi 1200 kilometrů a ukrývá pozůstatky staré až 5,3 milionu let. Nález dle odborníků patří k nejvýznamnějším objevům svého druhu a může přinést nové informace o pravěké historii kytovců i o životě v jedné z nejméně prozkoumaných částí oceánu.
před 11 hhodinami

V USA začal první test genetického léku proti stárnutí. Má omladit lidské oko

Být stále mlád je snem řady lidí od nepaměti. Teď mají vědci poprvé v rukou technologie, které by to teoreticky mohly umožnit. Na začátku června dostal první lidský pacient genetický lék, který má omladit jeho oko.
před 12 hhodinami

Šimpanzi vnímají nespravedlnost. Silněji, když jsou u toho ostatní z tlupy

Vnímání spravedlnosti a nespravedlnosti je u šimpanzů podle nového výzkumu velmi silné. Prohlubuje ho nejen rozdíl v tom, jak nespravedlivému jednání jsou vystaveni, ale také to, jaké v tu chvíli mají publikum.
včera v 14:57

Google zodpovídá za obsah a pravdivost svých AI shrnutí, rozhodl německý soud

Soud v Bavorsku rozhodl, že Google je přímo zodpovědný za obsah a pravdivost souhrnů ve výsledcích vyhledávání, které společnost sestavuje pomocí umělé inteligence (AI) a předkládá uživatelům. Současně přikázal nejpoužívanějšímu vyhledávači světa, aby skrze tato AI shrnutí přestal poškozovat pověst dvou společností. Byly to právě ony, kdo se na soud obrátil.
včera v 12:09

Ve zmrzlých výkalech pravěkých syslů se v Kanadě našla mamutí DNA

Vědci objevili obrovský „poklad“ v podobě starověké DNA zvířat – včetně dnes již vyhynulých mamutů. Nalezli ho v exkrementech syslů, které se uchovaly v kanadském permafrostu, plyne z nové studie, píše agentura AFP.
včera v 11:30
Načítání...