Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng vi cấu trúc đặc biệt của loại nấm này có thể dùng làm cơ sở cho một loại vật liệu có hiệu suất cao hoàn toàn mới có thể thay thế nhựa.

Nhựa hiệu suất cao từ nguyên liệu nấm

Nấm Fomes fomentarius là một loài đặc biệt thú vị cho các ứng dụng vật liệu tiên tiến. Theo các nhà nghiên cứu, những thiết kế sinh học này rất nhẹ và đơn giản về thành phần nhưng hiệu quả về mặt hiệu suất.

Nấm Fomes được phân biệt bởi cấu trúc của chúng, có thể được thay đổi để tạo ra các vật liệu đa dạng với các đặc tính riêng biệt. Những thay đổi tối thiểu đối với hình thái tế bào và thành phần polyme ngoại bào sẽ tạo ra các vật liệu có đặc tính hóa lý vượt qua hầu hết các chất tự nhiên và tổng hợp. Nấm Fomes đạt được hiệu suất cao mà không ảnh hưởng đến các vật liệu thông thường.

Các nhà nghiên cứu giải thích rằng sợi nấm thể hiện một cấu trúc vi mô trong mỗi lớp với một hướng, tỷ lệ khung hình, mật độ và chiều dài nhánh duy nhất. Chất nền ngoại bào là chất kết dính gia cố thay đổi về số lượng, hàm lượng polyme và khả năng liên kết giữa các lớp.

Nguồn cảm hứng cho vật liệu công nghiệp mới

Theo Pezhman Mohammadi, Nhà khoa học cao cấp tại VTT, thiết kế kiến trúc và các nguyên tắc sinh hóa của nấm Fomes tạo ra các cơ hội kỹ thuật vật liệu mới.

Vật liệu có thể hỗ trợ sản xuất các cấu trúc kỹ thuật siêu nhẹ, chế tạo vật liệu tổng hợp nano với các tính chất cơ học được cải thiện và nghiên cứu các lộ trình chế tạo mới cho thế hệ vật liệu có thể lập trình tiếp theo với các chức năng có hiệu suất cao.

Kết quả nghiên cứu có thể truyền cảm hứng cho phát triển thế hệ vật liệu bền vững, nhẹ, chắc chắn về mặt cơ học cho các ứng dụng khác nhau. Những ứng dụng này bao gồm cấy ghép chống va đập, thiết bị thể thao, áo giáp, bộ xương ngoài máy bay, thiết bị điện tử và lớp phủ bề mặt kính chắn gió.

Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng nấm Fomes fomentarius có những đặc tính đáng chú ý khiến nó trở thành nguồn cảm hứng tuyệt vời để phát triển những vật liệu mới cực kỳ bền, cứng và đàn hồi. Điều này thật bất ngờ vì chúng ta thường không coi nấm là mạnh mẽ hay chắc chắn.

Nấm có ba lớp, mỗi lớp cấu tạo từ cùng một chất liệu (sợi nấm) nhưng được sắp xếp khác nhau. Ngoài ra, mỗi lớp chứa một lượng chất khác nhau được gọi là ma trận ngoại bào, hoạt động như một chất keo và gắn kết mọi thứ lại với nhau.

Mỗi lớp nấm sở hữu các tính chất cơ học độc đáo, chẳng hạn như độ cứng, độ bền kéo và tính dễ vỡ, là kết quả của sự tác động lẫn nhau của các đặc tính khác nhau này.

Đây là một khám phá quan trọng vì nó gợi ý rằng chúng ta có thể sử dụng cấu trúc của loại nấm này như một bản thiết kế để tạo ra những vật liệu cực kỳ bền và nhẹ.