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

U zrodu morových ran v Evropě stály sopečné erupce, změnily klima, zjistili vědci

Ke vzniku morové epidemie, která ve 14. století během pouhých několika let připravila o život velkou část evropské populace, podle nové studie zřejmě přispěly sopečné erupce, o nichž tehdejší obyvatelé Evropy ani nevěděli. Ty totiž do atmosféry vychrlily velké množství prachu a dalšího materiálu, což mimo jiné vedlo k citelnému ochlazení.
před 14 mminutami

Paleodieta je pohádka, člověk se jen masem nikdy neživil, tvrdí výzkum

Rozsáhlá analýza zbytků lidské potravy z období pravěku přinesla silné argumenty pro vyvrácení hypotéz o tom, že se v době kamenné konzumovalo hlavně maso.
před 3 hhodinami

NASA mohla omylem kolonizovat Mars, naznačují vlastnosti „nesmrtelné“ bakterie

Americká vesmírná agentura NASA objevila před několika lety v opakovaně čištěné laboratoři bakterii, která přežila desítky pokusů o dezinfekci. Teď vědci popsali, jak to organismus dělá, a také potenciální dopady těchto schopností.
před 17 hhodinami

Vědci na Trutnovsku našli v trase D11 hromadné vojenské hroby z 18. a 19. století

Vědci v trase budoucí dálnice D11 v úseku mezi Jaroměří a Trutnovem objevili hromadné vojenské hroby z 18. a 19. století, které považují za mimořádný archeologický soubor doplňující poznání tehdejších válečných konfliktů. Kromě hrobu z druhé slezské války z roku 1745, o kterém již informovali, našli také tři z roku 1866.
před 20 hhodinami

Ničivé počasí v části Asie není náhoda, ale klimatické varování, tvrdí vědci

Jihovýchodní Asie letos čelí neobvykle silným bouřím. Počet obětí povodní a sesuvů půdy v Indonésii, na Srí Lance a v Thajsku dosud přesáhl 1400, přičemž více než tisícovka lidí se stále pohřešuje. V Indonésii zůstávají celé vesnice odříznuté od zbytku světa poté, co voda zničila mosty a silnice. Tisíce lidí na Srí Lance nemají přístup k pitné vodě, zatímco thajský premiér přiznal nedostatečnou reakci své vlády, píše agentura AP.
před 22 hhodinami

Stárnutí ženských vajíček se dá zvrátit, zjistili náhodou čeští vědci

Projevy stárnutí ženských vajíček, takzvaných oocytů, je možné zvrátit a jejich poškození opravit. To, co bylo dosud považováno za biologicky nemožné, dokázal mezinárodní tým vedený reprodukční bioložkou Helenou Fulkovou z Ústavu experimentální medicíny Akademie věd ČR, který o průlomu informoval v tiskové zprávě. Výsledky zveřejnil časopis Aging Cell. Podle vědců otevírají závěry práce nové otázky o biologii stárnutí a také prostor pro vývoj budoucích léčebných postupů.
před 23 hhodinami

Univerzitní spin-offy sílí. Pomáhají výzkumu a míří do světového byznysu

Univerzitní firmy, takzvané spin-offy, které vysokým školám přinášejí zisk, jsou v zahraničí běžné. V tuzemsku se tento model prosazuje pomaleji. Na konferenci v Ostravě, pořádané agenturou CzechInvest, zazněly příklady úspěšných firem, které dokážou z akademického výzkumu vytvořit mezinárodně konkurenceschopný produkt i finanční přínos pro vysoké školy.
včera v 09:24

Humanoidů v Číně vzniká spousta, kupuje je málokdo. Země se bojí bubliny

Čína vsadila na to, že se stane světovou velmocí v humanoidních robotech. Podle několika analýz ale možná přišla s touto technologií příliš brzy, protože reálně o ni není příliš zájem.
včera v 06:30
Načítání...