Un groupe de recherche du centre de recherche technique VTT en Finlande a révélé le secret des propriétés mécaniques extraordinaires et du poids extrêmement léger de certains champignons. La conception architecturale complexe des champignons peut être imitée et utilisée pour créer de nouveaux matériaux pour remplacer les plastiques, selon le Centre de recherche de Mushrooms communiqué de presse. Les résultats de la recherche sont publiés dans La science avance.
La recherche montre pour la première fois les propriétés structurelles, chimiques et mécaniques complexes qui ont été adaptées au cours de l’évolution par les champignons (Fomes fomentarius). Ces caractéristiques interagissent en synergie pour créer une toute nouvelle classe de matériaux haute performance.
Équipement de sport et gilets pare-balles
Les résultats de la recherche peuvent être utilisés comme source d’inspiration pour la croissance ascendante de la prochaine génération de matériaux durables qui sont mécaniquement résistants et légers pour une variété d’applications dans des conditions de laboratoire. Il s’agit notamment d’implants résistants aux chocs, d’équipements sportifs, de gilets pare-balles, d’exosquelettes d’avions, d’électronique ou de revêtements de surface pour pare-brise.
Habitant d’un bouleau
La nature donne un aperçu des stratégies de conception que les organismes ont développées pour construire des matériaux robustes. Amadou champignon Fomés C’est un type particulièrement intéressant pour les applications de matériaux avancés. C’est un habitant commun du bouleau et il a une fonction importante dans la libération de carbone et d’autres nutriments des arbres morts. Fomés Les organes de fructification sont des conceptions biologiques ingénieusement légères, de structure simple mais efficaces en termes de performances. Ils satisfont une variété de besoins mécaniques et fonctionnels, par exemple, la protection contre les insectes ou les branches tombées, la reproduction, la survie (texture et goût non favorisés par les animaux) et la floraison de la fructification pendant plusieurs années au fil des saisons.
Auto-assemblage hiérarchique
La nouvelle recherche pour VTT révèle que l’organe de fructification est Fomes C’est un matériau fonctionnellement gradué avec trois couches distinctes qui subissent un auto-assemblage hiérarchique multi-échelle.
« Le réseau de mycélium est le composant de base de toutes les couches. Cependant, dans chaque couche, le champignon présente une microstructure très distincte avec une orientation préférentielle, un rapport d’aspect, une densité et une longueur de branche uniques. La matrice est sortie », a déclaré Bizman Mohammadi. , chercheur principal au VTT La cellule agit comme un adhésif de renforcement qui varie dans chaque couche en termes de quantité, de contenu polymère et de liaison.
Matériaux diversifiés, performances exceptionnelles
La structure de Fomes est inhabituelle car elle peut être modifiée pour créer divers matériaux aux performances exceptionnelles. Des modifications subtiles de la morphologie cellulaire et de la composition polymérique extracellulaire se traduisent par divers matériaux aux propriétés physico-chimiques différentes qui sont supérieures à la plupart des matériaux naturels et artificiels. Alors que les matériaux traditionnels sont généralement confrontés à des compromis exclusifs (par exemple, un poids ou une densité accrus pour une résistance ou une rigidité accrue), Fomes atteint des performances élevées sans ce compromis.
« La conception architecturale et les principes biochimiques du champignon de Fomes ouvrent de nouvelles possibilités pour l’ingénierie des matériaux, telles que la fabrication de structures techniques ultra-légères, la fabrication de nanocomposites aux propriétés mécaniques améliorées ou l’exploration de nouvelles méthodes de fabrication de matériaux programmables de nouvelle génération à hautes performances. La culture de matériaux avec des ingrédients simples aide à surmonter le coût, le temps, la production de masse et la durabilité de la façon dont les matériaux sont fabriqués et consommés à l’avenir », explique Bizeman.
Insonorisation faite de champignons, GFT et restes de nourriture
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