Kože glivičnega micelija se lahko uporabljajo kot substrati za elektronske naprave, so pokazali avstrijski fiziki in znanstveniki za materiale. Ekipa je uporabila tanke kože za ustvarjanje avtonomnih zaznavnih naprav, sestavljenih iz micelijskih baterij, senzorja vlažnosti in bližine ter komunikacijskega modula Bluetooth. Poleg tega, da zagotavljajo prožno površino za vzorčenje električnih tokokrogov, so kože biološko razgradljive in lahko pomagajo zmanjšati elektronske odpadke.
Raziskovalci so iz glive izdelali kožo micelija Ganoderma lucidum, ki raste na mrtvem trdem lesu v blagih zmernih podnebjih. Za ustvarjanje elektronskih vezij so uporabili fizično naparjanje, da so na kožo nanesli tanko plast bakra in zlata. Kovina je bila nato odstranjena iz te površinske plasti z lasersko ablacijo, za seboj pa so ostale prevodne poti. Raziskovalci so ta nov pristop k ustvarjanju prilagodljive in biološko razgradljive elektronike poimenovali »MycelioTronics« in opisali svoje delo v Znanost Predplačila.
Ogromno število proizvedenih naprav v današnjem času, skupaj z njihovo vse krajšo življenjsko dobo, vodi do ogromnih količin elektronskih odpadkov, količine pa hitro naraščajo. Glede na Globalni monitor e-odpadkov 2020, je bilo leta 53.6 zavrženih rekordnih 2019 milijona ton takih e-odpadkov – številka, ki naj bi se do leta 74.7 povečala na 2030 milijona ton.
Vse večji poudarek je tudi na razvoju prilagodljive elektronike, na primer za avtonomne senzorje za spremljanje zdravja, ki imajo življenjsko dobo le dni ali tednov. Po navedbah Martin Kaltenbrunner, fizik na univerzi Johannes Kepler, bi bile za te vrste elektronike biološko razgradljive komponente zelo ugodne.
"Edina stvar, ki jo je res težko reciklirati, je upogljivo ali tiskano vezje ... so preprosto prepoceni in jih je pretežko ločiti na posamezne dele," pojasnjuje Kaltenbrunner. Znanstveniki so iskali zamenjavo polimernih vezij v fleksibilnih napravah s papirjem, vendar Kaltenbrunner pravi, da to ni trajnostno. Proizvodnja papirja je preveč vodno in energetsko intenzivna.
Papirnate kože
Med delom na materialih na osnovi gob za gradbeno izolacijo so Kaltenbrunner in njegovi sodelavci opazili, da glive proizvajajo gosto in kompaktno kožo micelija, ki je mreža glivičnih niti. Te prevleke so bile videti kot papir in znanstveniki so se spraševali, ali bi jih lahko uporabili za upogljiva vezja.
Ekipa je gojila lupine micelija tako, da je prekrila vlažne bukove ostružke, cepljene z Ganoderma lucidum s polietilensko ločilno mrežo in jih hraniti pri 25°C. Po zadostni rasti gliv smo separator odtrgali s substrata in kožo micelija previdno odluščili s separatorja. Mokri micelij je bil nato posušen in stisnjen, da so nastale končne kože.
Po nanašanju in laserski ablaciji kovinskega sloja so raziskovalci testirali nastala vezja micelija. Ugotovili so, da imajo visoko prevodnost in toplotno stabilnost ter so lahko zdržali približno 2000 upogibnih ciklov, preden je kovinski film začel pokati in se je električni upor povečal. Kože se lahko tudi večkrat zložijo z le zmernim povečanjem odpornosti.
Nato so raziskovalci ustvarili ravno 2 cm veliko2 micelijsko baterijo, pri čemer uporablja kožo micelija, namočeno v raztopini elektrolita z visoko ionsko prevodnostjo (amonijev klorid in cinkov klorid) kot separator, in dve kožici micelija kot zunanje ohišje. Posledica te strukture je visok odstotek biološko razgradljive baterije, trdijo.
Za nadaljnji prikaz svojega koncepta je ekipa ustvarila elektronsko napravo, sestavljeno iz micelijske baterije, podatkovnega komunikacijskega modula Bluetooth in impedančnega senzorja, spajkanega na micelijsko vezje. Testi so pokazali, da je ta senzorska naprava lahko zaznala bližajoči se prst in spremembe vlažnosti v klimatski komori.
Črnila na osnovi ogljika so prvi tranzistorji, ki jih je mogoče v celoti reciklirati
Ko so končali z vezji, so raziskovalci ugotovili, da lahko odstranijo površinsko nameščene komponente za večkratno uporabo s toplotno pištolo ali spajkalnikom. Ostalo je vezje micelija, ki je razpadlo v kompostnem kupu. V 11 dneh je izgubil 93 % svoje suhe mase in po tej točki nobenih ostankov ni bilo več mogoče razlikovati od zemlje.
"Lahko ga daste v svoj gospodinjski kompost," pravi Kaltenbrunner Svet fizike. Pojasnjuje, da je to prednost njihovih glivičnih materialov pred biorazgradljivo plastiko, ki zahteva posebne pogoje za razgradnjo, »micelij je dobesedno povsod v našem naravnem okolju«, kože pa so popolnoma naraven izdelek.
