环保技术突破：用蘑菇制成的电池材料

这种新材料完全可生物降解，抗撕裂，功能多样，无需任何化学处理即可实现。

薄薄的菌丝膜几乎透明，具有良好的抗拉强度。它可以用作活性生物塑料。

在寻找可持续材料的过程中，科学家们经常面临一个艰难的权衡。天然物质如纤维素、木质素和几丁质在其纯形式下是可生物降解的，但缺乏许多应用所需的性能。

通过化学处理增强它们可以提高它们的强度或柔韧性，但往往是以牺牲它们的环境效益为代价的。

Empa纤维素和木材材料实验室的研究人员已经开发出一种突破性的材料，完全避免了这种困境。这种新材料来源于裂褶菌（Schizophyllum commune）的菌丝体，完全可生物降解，抗撕裂，功能多样，无需任何化学处理。事实上，它非常安全，你甚至可以吃它。

“真菌利用这种细胞外基质赋予自身结构和其他功能特性。为什么我们不应该这样做呢？”Empa研究员Ashutosh Sinha解释道。

“大自然已经开发了一个优化的系统，”纤维素和木材材料实验室负责人Gustav Nyström补充道。

由自然建造，经科学微调

菌丝体 —— 真菌丝的根状网络 —— 已经成为可持续材料研究的一个感兴趣的主题。通常，它在使用前要经过化学处理，这破坏了它的生物降解性。

然而，Empa团队使用的是活菌丝体，利用其自然产生的细胞外基质 —— 一种由蛋白质、多糖和其他生物分子组成的网络，赋予真菌结构和弹性。

“我们将纤维基材料的加工方法与新兴的生物材料领域结合起来，”Nyström解释说。

为了提高材料的性能，研究小组选择了一种富含两种特定化合物的裂鳃蘑菇：裂叶多糖（一种长链纳米纤维多糖）和疏水蛋白（一种表现得像天然肥皂的蛋白质）。这些分子不仅加强了真菌的结构，而且提供了显著的功能。

Ashutosh Sinha说：“可以说，我们的菌丝体是一种活的纤维复合材料。”

用于薄膜、乳剂等的活纤维

Nyström说：“可生物降解材料总是对环境做出反应。”“我们希望找到这样的应用，这种互动不会成为障碍，甚至可能成为优势。”

研究小组展示了两个主要应用：生物可降解薄膜和天然乳化剂。由真菌网制成的菌丝膜具有良好的抗拉强度。这些薄膜有一天可能会取代塑料包装或可堆肥产品。

同时，该活性物质还具有高效乳化剂的作用。疏水酶稳定油和水的混合物，而且由于真菌不断地产生这些分子，乳剂随着时间的推移变得更加稳定 —— 这是一个不寻常的、有价值的特性。

Ashutosh Sinha说：“这可能是唯一一种随着时间的推移变得更稳定的乳剂。”“因此，它在化妆品和食品工业中作为乳化剂的用途特别有趣，”Nyström说。

Ashutosh Sinha看到了另一个潜在的应用。他建议：“它可以用来制作袋子，而不是可堆肥的塑料袋，这些袋子可以自己堆肥有机废物。”

该团队看到了将真菌材料整合到可持续电子产品中的潜力。它的湿度响应能力可以使环保传感器成为可能。

“我们想要生产一种紧凑的、可生物降解的电池，它的电极由一张活的‘真菌纸’组成，”Ashutosh Sinha总结道。

这项研究发表在《先进材料》杂志上。

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