Biologisch abbaubar und buntMaterial aus lebendem Pilz repariert sich selbst
Pilze könnten als Rohstoff eine große Zukunft vor sich haben. Das zeigen Forschende, die Pilze als Grundlage für einen sich selbst heilenden Stoff benutzen. Doch bis daraus massenhaft Kleidung entstehen kann, müssen noch einige Hürden genommen werden.
Loch in der Jacke? Mit einem neu entwickeltem Material aus lebendem Pilzgeflecht soll das kein Problem mehr sein: Es sei selbstheilend, berichtet ein Forschungsteam im Fachjournal "Science Advances". Zudem sei es biologisch abbaubar, in Kombination mit weiteren Pilzen könne es eingefärbt werden und schütze vor ultravioletter Strahlung. Das Team um Chao Zhong von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften sieht mögliche Anwendungsgebiete bei Architektur, Biomedizin, Verpackung und Oberbekleidung.
Bei vielen Materialien aus Pilzfäden - Myzel genannt - wie etwa Möbeln werden die Pilze abgetötet, nachdem sie in eine Form hineingewachsen sind. Mit der neuen Methode bleibe das Myzel aktiv und flexibel, schreiben die Studienautoren. Sie ließen den Pilz Cordyceps militaris, im Deutschen Puppen-Kernkeule genannt, zu flachen Pellets heranwachsen.
Diese Pellets gaben sie in Formen, damit das Pilzmyzel die Form des gewünschten Produkts annahm. Es folgte ein Trocknungsprozess, der das Myzel aber nicht abtötete. Allerdings war das Pilzmaterial noch recht spröde und neigte zu Rissen, wie es weiter hieß. Durch Glyzerin konnten Zhong und Kollegen es geschmeidiger machen, ohne dass andere Eigenschaften beeinträchtigt wurden.
Verschiedene Farben möglich
Durch Nährstoffzugabe konnte ein Wachstum des Myzels gezielt an bestimmten Stellen ausgelöst werden. Das Team um Zhong fand auch Wege, das Material auf biologische Weise einzufärben und mit UV-Schutz zu versehen. Zum Färben nutzten die Forscher genetisch veränderte Backhefe (Saccharomyces cerevisiae). Mögliche Farben waren Orange, Violett, Blau und Rot.
Um den Schutz vor ultravioletter Strahlung - etwa für Outdoorkleidung - zu erreichen, nutzten die Wissenschaftler den Pilz Aspergillus niger (Schwarzer Gießkannenschimmel). A. niger enthält viel Melanin, das auch in der menschlichen Haut einen UV-Schutz bewirkt. Die Sporen von A. niger sprühten die Forscher zusammen mit einem Nährsubstrat auf das geformte Pilzmaterial auf, wo A. niger dann eine zusätzliche Pilzschicht bildete.
"Herkömmliche UV-Schutzgewebe basieren häufig auf eingebetteten Nanopartikeln oder chemischen Zusätzen wie Titanoxid, Zinkoxid oder Benzotriazolen; diese können mehrstufige Verarbeitungsschritte, Umweltbelastungen oder eine begrenzte Stabilität bei längerer Nutzung mit sich bringen", schreibt die Forschungsgruppe.
Kleid und Deko aus lebendem Pilz
Zhong und Kollegen gestalteten unter anderem ein Kleid, einen Deko-Schmetterling, ein Blumentöpfchen und ein lederartiges Tuch aus dem Pilzmaterial. Anhand eines aus dem Material gefertigten Kästchens, das in Erde vergraben wurde, wiesen sie nach, dass das Pilzmaterial nach 41 Tagen nahezu vollständig abgebaut wird.
Zugleich betonen sie, dass für den breiteren Einsatz noch Hürden bestehen, etwa bei Haltbarkeit, Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit und Temperatur sowie bei Eigenschaften wie Waschbarkeit, Abriebfestigkeit und Tragekomfort.
An Pilzmaterialien wird unter anderem deshalb geforscht, weil sie als nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Materialien gelten. Sie wachsen basierend auf nachwachsenden Rohstoffen oder Reststoffen wie Stroh, Sägespänen und anderen organischen Abfällen. Die entstehenden Materialien können verschiedene nützliche Eigenschaften haben: leicht, formbar, dämmend, elastisch oder reißfest zum Beispiel. Auch auf weniger langlebigen Abfall wird gehofft. Viele potenzielle Anwendungen sind aber bisher nicht in großem Maßstab etabliert.