Çin Bilimler Akademisinin yürüttüğü çalışma kapsamında, canlı mantar hücreleri kullanılarak sürdürülebilir giyim alanında yeni bir kumaş türü geliştirildi. Kendi kendini yenileyebilen bu materyal, moda sektöründe biyolojik malzemelerin kullanımını artırabilir.
Daha önce bakteri biyofilmleri veya kombu çayı gibi bakteri selülozu kullanılarak malzemeler üretildiği biliniyor. Araştırmacılar bu malzemelerin çok küçük boyutlarda olduğunu ve mekanik olarak çok kırılgan olduklarından ya da canlı metobolik aktiviteden yoksun olduklarından yetersiz kaldığını belirtiyor. Bu çalışmalarda mantar, üretim sürecindeki kurutma ve yüksek ısı gibi işlemlerle öldürüldüğü (devitalizasyon) için başarı elde edilemedi. Mantar hücreleri öldürüldüğü için de kumaş, canlılığın getirdiği kendini onarma veya renk değiştirme gibi özellikleri tamamen kaybetmişti.
Tırtıl mantarı kullanıldı
Başarısız olduğu belirtilen çalışmaların aksine yeni çalışmada araştırmacılar, mantar hücrelerini canlı bırakmayı başardı. Çalışmada Cordyceps militaris (tırtıl mantarı) adı verilen bir mantar türü kullanıldı. Araştırmacılar mantarı sıvı bir besin suyunda yetiştirerek küçük ve üniform peletler (kürecikler) oluşturdu. Bu peletler kıyafet kalıplarına dökülerek düşük ısıda (45 C) kurutuldu ve düz kumaşlar elde edildi.
Kuruyan mantar doğal olarak kırılgan olduğundan araştırmacılar, karışıma yüzde 10-50 oranında gliserol ekledi. Gliserol, mantarın hücre duvarındaki moleküllerle hidrojen bağları kurarak kumaşın gerçek bir kıyafet gibi kırışan, katlanan ve esnek bir forma girmesini sağladı.
Araştırmacılar kumaşı zehirli kimyasallar içeren tekstil boyalarıyla boyamak yerine başka bir yöntem izledi. Mantar genetiği değiştirilmiş Saccharomyces cerevisiae (bira mayası) ile birleştirildi. Mayanın genetiğiyle oynayarak yüzeyine bir kitin bağlama alanı (CBD) eklendi. Mantarın hücre duvarı kitinden oluştuğu için bu maya hücreleri mantara bağlanmış oldu. Bu mayaların genetiği; mavi, kırmızı, turuncu veya mor pigmentler üretecek şekilde değiştirildiğinden kumaş, kendi kendini içeriden renklendirebildi.
UV koruyucu özelliği bile var
Kumaş canlı olduğundan üzerine belirli desenlerde patates suyu besiyeri damlatılarak hava hifleri adı verilen yeni lifler filizlendirildi. Bu lifler suyu itme özelliğine sahip, yani kumaş kendi kendini temizleyebiliyor. Ayrıca kumaşın üstüne melanin açısından zengin başka bir mantar türü Aspergillus niger hücreleri sıkıldı. Bu sayede kumaş, hiçbir kimyasal kullanılmadan doğal bir güneş koruması (UV) kazandı.
Geleneksel sentetik kumaşalar hasar gördüğünde ya tamamen değiştirilmesi gerekir ya da tadilat gerektirir. Giyilebilir veya dinamik kullanıma sahip malzemelerin partik hayatta karşılaşabileceği bu mekanik hasarlar kıyafetin ömrünü kısaltıyor. Araştırmacılar hiçbir yapıştırıcı veya kimyasala gerek duymadan kumaşın kendini onarmasını sağladı. Kumaş yırtıldğında yırtılan yere taze mantar peletleri ve birkaç damla su eklendiğinde canlı hücrelerin büyüdüğü ve yırtığı kendi kendine onarabildiği görüldü.
Sıkılmak yok: kumaş desen değiştirebiliyor
Araştırmacılar kumaşın içindeki miselyum (mantar lifleri) canlılığını koruduğu için belirli bölgelere besin solüsyonu damlatarak bu bölgelerde hava hiflerinin (yeni doku katmanlarının) büyümesini tetikledi. Bu işlem için yüksek sıcaklık uygulanmadı, kumaşın belirlenen bölgelerine “patates suyu besiyeri” damlatıldı. Bu lokal (bölgesel) besin takviyesi, mantar hiflerinin filizlenerek dışa doğru uzamasını sağladı ve kumaşın üzerinde kontrollü desenlerin oluşmasına imkan tanıdı.
Araştırmacılar teknolojiyi kanıtlamak için mavi renkli, üzerinde koruyucu desenler bulunan prototip bir elbise ve küçük kutular üretti. Üretilen kutunun toprağa gömüldüğünde 41 gün içinde tamamen çözünerek doğaya karıştığı görüldü. Araştırmacılar, bu canlı kumaşların mevcut aşamada giyilebilir durumda olmadığını, daha çok çözünebilir ambalaj üretiminde veya sanat eserlerinde kullanılabileceğini belirtiyor. Gelecekteki hedef, mayaya gerek duymadan doğrudan mantarın kendi genetiğiyle oynayıp ter kokusunu da engelleyebilen veya farklı kokular/renkler üretebilen kumaşlara dönüştürmek yönünde.