요약:
미래의 옷은 몸과 함께 성장할 뿐만 아니라 찢어진 후에도 피부처럼 스스로 치유될 것입니다. 영국 뉴캐슬대학교와 노섬브리아대학교 연구진으로 구성된 공동팀이 곰팡이 균사체 기반의 프로그래밍 가능한 '살아있는 공학 소재' 개발에 성공해 패션과 섬유 산업의 녹색 혁명을 위한 새로운 길을 열었다.
자연에서 곰팡이는 대부분 지하에 살며 퍼져 있는 사상 네트워크인 균사체에 의존하여 영양분을 흡수합니다. 가죽 같은 대체품을 만들기 위해 균사체를 사용하는 것에 대한 이전 연구는 드문 일이 아니지만, 전통적인 가공 기술은 일반적으로 곰팡이 세포를 완전히 비활성화하고 생물학적 활성을 잃게 만듭니다. "Advanced Functional Materials" 저널에 게재된 이 최신 혁신은 균사체 세포의 활동을 성공적으로 유지하고 진정한 "살아있는 직물"을 만들었습니다.
연구팀은 사상균이 액체배지에서 자랄 때 형성되는 균사막을 원료로 사용했다. 느슨하고 깨지기 쉬운 천연 필름에 직물에 필요한 강도와 유연성을 제공하기 위해 과학자들은 천연 폴리머, 글리세린 및 특정 영양소로 구성된 액체 지지 매트릭스를 도입했습니다. 이 제형은 플라스틱 가소제처럼 소재에 뛰어난 연성을 부여할 뿐만 아니라 균사체의 장기 생존에 필요한 영양분을 유지해줍니다. 테스트 결과, 처리된 균사체 필름은 활성을 유지하면서도 기존의 절단 및 접기에 견딜 수 있을 만큼 우수한 인성과 하중 지지력을 갖는 것으로 나타났습니다.
이 살아있는 물질의 가장 놀라운 특성은 놀라운 '자가 치유' 능력입니다. 파손을 시뮬레이션하는 실험에서 연구자들은 균사체 조직의 상처를 자르고 그 표면에 미량 영양소 용액을 떨어뜨렸습니다. 온화한 성장 환경에서 휴면 곰팡이 세포는 빠르게 다시 깨어나고 새로운 균사체 네트워크는 손상 가장자리에서 놀라운 속도로 성장합니다. 단 며칠 만에 상처 부위의 균사가 촘촘하게 얽혀 융합되어 천이 완전히 원래 모양으로 돌아옵니다. 인장 시험 후, 치유된 손상 부위의 기계적 강도는 원래 손상되지 않은 상태와 거의 동일합니다.
자체 치유 기능 외에도 이 소재는 환경 친화적이며 '프로그래밍 가능'합니다. 연구원들은 매일 건조하고 깨끗한 착용 환경에서 곰팡이는 자연스럽게 휴면 상태로 유지될 것이라고 지적했습니다. 수리가 시작되면 적절한 양의 물과 영양분을 제공하십시오. 더 중요한 것은 의류가 최종적으로 폐기된 후에는 전통적인 합성 섬유처럼 미세플라스틱 오염이 발생하지 않는다는 것입니다. 대신 불과 몇 주 만에 토양 환경에서 순수한 천연 바이오매스로 완전히 분해되어 생태순환으로 돌아오게 됩니다.
연구팀은 이 기술이 미래 기능성 스마트 의류의 문을 열어준다고 밝혔습니다. 미래에는 곰팡이를 빛, 온도, 땀과 같은 외부 자극에 대해 특정한 생물학적 반응을 일으키도록 유전자 조작할 수 있을 뿐만 아니라 의료용 드레싱, 자가치유 인테리어 소프트백, 심지어 자동차 내장재 등 첨단 분야에도 널리 활용될 수 있어 '살아있고, 숨쉬고, 자가치유하는' 소재가 인간의 삶에 진정으로 접목될 수 있습니다.
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