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

VideoLetní obloha nabízí krásu i poučení. Astronom radí, co pozorovat

Začátek července přichází s kombinací teplých večerů, jasné oblohy a volného času. Astronom Pavel Suchan doporučuje, kam v této době na noční obloze hledět, aby se člověk něco dozvěděl o vesmíru a viděl to nejzajímavější, co letní obloha nabízí.
před 12 hhodinami

Robotický tahač letí zachránit teleskop NASA, který se rychle blíží k Zemi

Do vesmíru bylo v pátek vysláno trojramenné robotické vesmírné plavidlo, které má zachránit dalekohled amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA) dříve, než by mohl shořet v zemské atmosféře. Napsala o tom agentura AP.
před 14 hhodinami

El Niño je tady. Ještě zesílí a přinese extrémní počasí, varuje WMO

Podle Světové meteorologické organizace (WMO) se v tropickém Pacifiku vyvinuly podmínky jevu El Niño. Vědci předpovídají, že v nadcházejících měsících rychle zesílí, čímž se v mnoha částech světa zvýší pravděpodobnost výskytu vln veder, sucha, silných srážek a dalších extrémních povětrnostních jevů.
před 18 hhodinami

Kanibalismus škodí lidskému zdraví, proto se neuchytil, tvrdí vědci

Kanibalismus má nepříznivé dopady na zdraví, což je hlavním důvodem, proč se v lidské společnosti neuchytil, tvrdí dvojice vědců z Polska a Česka. Pomocí matematického modelu dospěli k závěru, že dlouhodobé pojídání jiných lidí šíří v komunitě nemoci a vede k jejímu rozpadu, napsala agentura Reuters.
před 20 hhodinami

Vědci popsali, jak nebezpečný patogen plíživě získal imunitu vůči antibiotikům

Ukryté na nemocničních chodbách, šířící se v malých nenápadných vlnkách. Z hlediska lidského času pomalu a nenápadně, ale současně nezastavitelně a tak, aby co nejlépe odolávaly lidské medicíně. A podařilo se jim to – z obyčejných bakterií se staly „superbakterie“ odolné vůči většině antibiotik. Vědci teď popsali, jak tato cesta vypadala.
před 21 hhodinami

Americká vědkyně vytvořila umělé buňky, které se umí samy rozmnožovat

Dělí se, replikují svůj genom, vypadají jako živé. Ale tyto buňky vznikly pod rukama vědců v laboratoři. Od opravdového umělého života je sice dělí ještě propast, ale jsou prvním náznakem toho, jak by v budoucnosti mohl vypadat.
2. 7. 2026

Obři na jídelníčku. První obyvatelé Ameriky byli specialisté na lov megafauny

Nejstarší původní obyvatelé Ameriky se velmi úzce potravně specializovali.. Kamkoliv na tomto kontinentu vkročili – od Aljašky až po nejjižnější části Latinské Ameriky – tam lovili tu největší možnou kořist. Tedy zvířata, která se dnes označují za megafaunu.
2. 7. 2026

Tři mohyly, 150 generací pohřbívání. Čeští archeologové popsali unikátní místo

Více než čtyři a půl tisíce let se pravěké civilizace vracely na pohřebiště v polských Muszkowicích. Na dlouholetý význam tohoto posvátného místa přišli společně čeští a polští archeologové. Zatímco většinu podobných mohyl v tuzemsku zničilo intenzivní zemědělství, v Muszkowicích se pohřebiště dochovala včetně nadzemních částí.
2. 7. 2026

Evropský pohled