Biotechnologia umożliwia wprowadzenie na rynek materiałów na bazie grzybni
Obecnie zarówno producenci, jak i konsumenci poszukują społecznie odpowiedzialnych sposobów na ograniczanie szkód dla środowiska. Jedną z obiecujących rozwiązań są innowacje w dziedzinie biogospodarki. Prace w ramach finansowanego przez UE projektu MY-FI(odnośnik otworzy się w nowym oknie), opisanego w broszurze Results Pack pt. „Jasna przyszłość tekstyliów dzięki gospodarce o obiegu zamkniętym”, połączyły grupę naukowców, producentów i specjalistów rynkowych w celu wyprodukowania wysokiej jakości materiału nowej generacji o niskich kosztach środowiskowych.
Wykorzystanie potencjału grzybów
Większość materiałów wykorzystywanych współcześnie w odzieży – takich jak bawełna, len, wełna i skóra – jest pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, a duża część oparta jest na tworzywach syntetycznych lub otrzymywanych z surowców kopalnych. Niestety, zasoby zużywane do wytworzenia tych materiałów są kosztowne, a procesy ich obróbki mogą negatywnie wpływać na środowisko. Alternatywą dla tych konwencjonalnych surowców mogą być materiały wyhodowane z grzybni, które posiadają cały wachlarz atrakcyjnych cech. Grzyby rosną za pośrednictwem rozgałęzionych struktur zwanych strzępkami, które składają się głównie z chityny(odnośnik otworzy się w nowym oknie), ale zawierają również glukany i białka. Składniki te tworzą wzajemnie połączoną włóknistą sieć, która decyduje o wytrzymałości i wszechstronności grzybni. Podobnie jak celuloza – polisacharyd powszechnie stosowany w tekstyliach – chityna jest nietoksycznym, biodegradowalnym materiałem, a wraz z glukanami i białkami przyczynia się do zdolności adaptacyjnych grzybni i zwiększa jej potencjał jako zrównoważonego biomateriału. Chemia grzybów oferuje fascynujące możliwości. Koordynatorka projektu Annalisa Moro wyjaśnia: „Włókna grzybni nie są przetwarzane za pomocą technik takich jak tkanie czy dzianie, lecz są hodowane razem – za pomocą środków biotechnologicznych – jako spójny i ustrukturyzowany, w pełni biofabrykowany surowiec, w efekcie czego otrzymujemy nową klasą materiałów”.
Innowacyjne biotechnologie i gospodarka o obiegu zamkniętym
W ramach projektu MY-FI zastosowano dwa procesy fermentacji umożliwiające wzrost grzybni. W przypadku dynamicznej fermentacji płynnej do hodowli włókien wykorzystuje reaktory ze zbiornikami mieszadłowymi. Po procesie zasadowym usuwane są substancje stałe, a tym, co pozostaje, jest elastyczny i półprzezroczysty materiał. Z kolei płynna fermentacja metodą powierzchniową rozpoczyna się od podłoża, na którym grzyby rosną w określonych warunkach. Kiedy materiał zostanie zebrany i wyschnie, pozostają miękkie, białe arkusze czystej grzybni. Uprawa włókien grzybni w ten sposób ma wiele zalet z punktu widzenia ochrony środowiska. W procesach fermentacji jako materiał wsadowy można wykorzystywać różne strumienie uboczne z sektora rolno-spożywczego oraz innych gałęzi przemysłu, jak na przykład pozostałości tekstylne czy wysłodziny z browarów, co przyczynia się do stworzenia międzysektorowego obiegu zamkniętego. Co ważne, procesy fermentacji powodują minimalną emisję dwutlenku węgla i zużywają ograniczoną ilości energii. Ponieważ fermentacją można zarządzać w skali lokalnej, możliwa jest bliska delokalizacja (ang. nearshoring) produkcji, co zmniejszy koszty transportu i skróci łańcuchy dostaw. Biorąc pod uwagę tak zachęcające wyniki, uczestnicy projektu MY-FI przewidują, że w najbliższej przyszłości rynek będzie gotowy na przyjęcie proponowanych rozwiązań. Moro tłumaczy: „Proces płynnej fermentacji metodą powierzchniową, opracowany przez firmę SQIM(odnośnik otworzy się w nowym oknie), jest najbardziej obiecującą metodą, jak powstała w ramach projektu. W nadchodzących latach główny nacisk będzie położony na wdrożenie jej na skalę przemysłową”.
Właściwości i zastosowanie materiału
Materiały oparte na grzybni nowej generacji są gładkie, trwałe i funkcjonalne. Stanowią one idealną alternatywę dla skóry wykorzystywanej w wysokiej klasy modnych produktach, takich jak portfele, paski, torebki, obuwie czy dodatki. Właściwości materiału sprawiają, że nadaje się on równie dobrze do produkcji niektórych elementów wyposażenia pojazdów, np. poduszek, zagłówków czy kierownicy. Prowadzone w projekcie MY-FI badania nad biofabrykacją to dopiero początek. Moro dodaje: „Gdy spojrzymy na szerszą rolę grzybów w biogospodarce, widać wyraźnie, że ich potencjalne zastosowania są praktycznie nieograniczone. Grzyby mogą być wykorzystywane w wielu sektorach, w tym między innymi w farmacji, bioremediacji i rolnictwie”. Wysokiej jakości materiały na bazie grzybni zaczynają pojawiać się na rynku. Wytwarzane z w pełni biodegradowalnych surowców, które wykorzystują strumienie uboczne o niskiej wartości, innowacyjne materiały opracowane w projekcie MY-FI wyznaczają początek zielonej transformacji w przemyśle odzieżowym.