真菌为高性能材料生产提供灵感
许多轻质生物材料表现出卓越的强度、硬度和韧性,如木材、骨骼和丝绸,这对它们的生理功能至关重要。真菌也表现出优良的生物材料特性,这些特性通常与真菌的材质本身无关,而取决于物质排列组合形成的复杂结构。木蹄层孔菌Fomes fomentarius是一种被用于高级材料制造的真菌,它产生轻质多孔的子实体,已用作类皮革和柔软毛毡状材料数千年,具有出色的机械耐久性。F. fomentarius是北半球桦树和山毛榉林中十分常见的真菌,在分解枯木释放碳和其他营养物质方面具有重要的生物学功能。出乎意料的是,F. fomentarius的子实体及其材料特性直到最近才受到科学界的关注,其结构特征是新兴超轻高性能材料的灵感来源。
木蹄层孔菌Fomes fomentarius超微结构
(图片来源原文链接)
多年生的F. fomentarius通常会产生坚硬、耐久的子实体,它们必须能够抵抗遇到的各种自然干扰,例如,落下的树枝或不良气候条件产生的影响,同时,子实体也应该能够抵抗甲虫等动物的攻击。近期,研究人员对F. fomentarius进行了详细的研究,其子实体具有3个不同的层,经过多尺度分层组装,菌丝体是各层的主要成分。然而,在每一层中,菌丝体表现出非常不同的微观结构,具有独特的优先取向、纵横比、密度和分支长度。此外,细胞外基质充当增强黏合剂,每层在数量、聚合物含量和互连性方面都不同。这些结果可以为未来生产具有优异性能的多功能材料提供重要的灵感来源。
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原文链接
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade5417
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