버섯의 복잡한 건축 디자인을 모방하여 플라스틱을 대체할 새로운 재료를 만드는 데 사용할 수 있습니다.

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핀란드 VTT 기술 연구 센터의 연구 그룹은 특정 곰팡이의 놀라운 기계적 특성과 초경량의 비밀을 밝혀냈습니다. 버섯의 복잡한 건축 디자인을 모방하여 플라스틱을 대체할 새로운 재료를 만드는 데 사용할 수 있습니다.

연구 결과는 2023년 2월 22일 Science Advances에 게재되었습니다.

VTT의 연구는 발굽 버섯(Fomes fomentarius)이 진화 과정 전반에 걸쳐 적응한 복잡한 구조적, 화학적 및 기계적 특징을 처음으로 보여줍니다. 이러한 기능은 시너지 효과를 내며 상호 작용하여 완전히 새로운 차원의 고성능 재료를 만듭니다.

연구 결과는 실험실 조건에서 다양한 응용 분야를 위한 기계적으로 견고하고 가볍고 지속 가능한 차세대 재료를 상향식으로 성장시키기 위한 영감의 원천으로 사용될 수 있습니다. 여기에는 내충격 임플란트, 스포츠 장비, 방탄복, 항공기용 외골격, 전자 제품 또는 앞유리용 표면 코팅이 포함됩니다.

Fomes 균류의 독특한 미세구조 규명

Nature는 살아있는 유기체가 견고한 재료를 구성하기 위해 진화한 설계 전략에 대한 통찰력을 제공합니다. 부싯깃 곰팡이 Fomes는 고급 재료 응용 분야에서 특히 흥미로운 종입니다. 자작나무에 흔히 서식하며 죽은 나무에서 탄소와 기타 영양분을 방출하는 중요한 기능을 합니다. Fomes 자실체는 독창적으로 가벼운 생물학적 디자인으로 구성은 단순하지만 성능은 효율적입니다. 그들은 예를 들어 곤충이나 떨어진 가지로부터의 보호, 번식, 생존(동물에게 바람직하지 않은 질감과 맛), 계절 변화를 통한 다년생 자실체의 번성 등 다양한 기계적 및 기능적 요구를 충족합니다.

VTT의 새로운 연구에 따르면 Fomes 자실체는 다단계 계층적 자가 조립을 거치는 3개의 뚜렷한 레이어가 있는 기능적으로 등급이 매겨진 재료입니다.

“균사체 네트워크는 모든 계층의 주요 구성 요소입니다. 그러나 각 층에서 균사체는 고유한 우선 방향, 종횡비, 밀도 및 가지 길이를 가진 매우 뚜렷한 미세 구조를 나타냅니다. 세포외 기질은 양, 중합체 함량 및 상호 연결성 측면에서 각 층마다 다른 강화 접착제 역할을 합니다.”라고 VTT의 수석 과학자인 Pezhman Mohammadi는 말했습니다.

변경 가능한 구조로 다양한 기능 가능 – 신소재에 대한 영감의 원천

Fomes의 구조는 독특한 성능을 가진 다양한 재료를 만들기 위해 변형될 수 있기 때문에 특별합니다. 세포 형태와 세포외 고분자 구성의 최소한의 변화는 대부분의 천연 및 인공 물질을 능가하는 다양한 물리 화학적 특징을 가진 다양한 물질을 생성합니다. 전통적인 재료는 일반적으로 속성 절충(예: 강도 또는 강성을 높이기 위해 무게 또는 밀도 증가)에 직면하지만 Fomes는 이러한 절충 없이 고성능을 달성합니다.

“Fomes 곰팡이의 구조 설계 및 생화학적 원리는 초경량 기술 구조 제조, 기계적 특성이 향상된 나노복합체 제조 또는 고성능 기능을 갖춘 프로그래밍 가능한 차세대 재료를 위한 새로운 제조 경로 탐색과 같은 재료 공학에 대한 새로운 가능성을 열어줍니다. . 또한 간단한 재료를 사용하여 재료를 재배하면 미래에 재료를 만들고 소비하는 방법의 비용, 시간, 대량 생산 및 지속 가능성을 극복하는 데 도움이 될 수 있습니다.”라고 Pezhman은 설명합니다.

원본 기사: VTT의 연구: 버섯에서 배우는 것은 새로운 고성능 초경량 재료에서 플라스틱을 대체하는 데 도움이 될 수 있습니다.