لسنوات، كان البحث عن بديل للجلد يجمع بين الأخلاقية والاستدامة البيئية مهمة موازنة صعبة. فالجلد الحيواني له تكاليف بيئية كبيرة وتنازلات أخلاقية، بينما تحل العديد من البدائل الاصطناعية مشكلة القسوة فقط بإدخال مواد بلاستيكية يصعب إعادة تدويرها. الآن، يقول باحثون في مركز VTT للبحوث التقنية في فنلندا إنهم نجحوا في حل اللغز مع تحقيق اختراق على نطاق الإنتاج في الجلد المشتق من الفطر والخالي من البلاستيك.
التحدي مع بدائل الجلد
البصمة البيئية للجلد الحيواني التقليدي موثقة جيدًا. تتطلب تربية الماشية مساحات شاسعة من الأرض والمياه والأعلاف، وغالبًا ما تنطوي عملية الدباغة على مواد كيميائية قاسية يمكن أن تلوث النظم البيئية المحلية. وعلى الصعيد الأخلاقي، يثير استخدام جلود الحيوانات مخاوف لدى العديد من المستهلكين، مما يغذي الطلب المستمر على بدائل لا تعتمد على المنتجات الحيوانية.
الجلود الاصطناعية، المصنوعة عادة من البلاستيك المشتق من البترول مثل البولي يوريثان أو PVC، كانت بديلاً شائعًا. فهي أرخص في الإنتاج ويمكن أن تحاكي مظهر وملمس الجلد الحيواني. لكنها تأتي مع مجموعة من المشاكل الخاصة بها. ولأنها قائمة على البلاستيك، فهي صعبة إعادة التدوير للغاية، ويمكن أن تطلق جزيئات بلاستيكية دقيقة في البيئة بمرور الوقت. بالنسبة للمستهلكين الباحثين عن خيار مستدام حقًا، لا يعتبر الجلد الحيواني ولا الجلد الاصطناعي القائم على البلاستيك مثاليًا.
هذا دفع العلماء لاستكشاف مواد طبيعية قابلة للتحلل يمكن زراعتها بدلاً من تصنيعها. من بين المرشحين الواعدين هو الميسليوم، الشبكة الجذرية للفطريات. فكرة صنع مادة تشبه الجلد من الفطريات ليست جديدة. تضمنت التجارب المبكرة زراعة الميسليوم في صواني والسماح للألياف بالترابط معًا في صفيحة صلبة، تشبه فيلمًا رقيقًا يشبه الجلد. بينما أثبتت هذه التجارب إمكانية المفهوم، كان من الصعب توسيع نطاق هذا النهج. تطلبت إنتاج صفائح كبيرة وموحدة معدات متخصصة وأوقات نمو طويلة، مما جعل من الصعب منافسة التصنيع التقليدي.
نهج جديد من VTT
قبل بضع سنوات، طور باحثون في مركز VTT للبحوث التقنية في فنلندا عملية لإنتاج صفائح متواصلة من جلد الميسليوم بمعدل متر واحد (3.3 قدم) في الدقيقة. كانت هذه خطوة مهمة إلى الأمام، لأنها أشارت إلى أن المادة يمكن أن تتكيف مع التصنيع الصناعي. ومع ذلك، كانت هناك قيود لا تزال قائمة للتغلب عليها، وأكبرها جودة المادة. الافتقرت الإصدارات المبكرة من جلد الميسليوم إلى المتانة والقوة اللازمتين للسلع العملية في السوق الجماهيري مثل حقائب اليد أو الأحذية أو التنجيد.
الآن، في بحث جديد من VTT، عالج العلماء هذه المشكلة بإعادة التفكير في تركيبة المادة نفسها. بدلاً من تحويل الكتلة الحيوية الفطرية مباشرة إلى صفيحة تشبه الجلد، قاموا أولاً بمعالجتها إلى كتلة سميكة ورطبة ولبية وزراعتها في سائل غني بالمغذيات. يمنح هذا النهج الميسليوم الوقت لتطوير بنية كثيفة ومترابطة أكثر قوة من الأغشية الرقيقة المنتجة في التجارب السابقة.
بناء جلد فطري أفضل
تبدأ العملية بتنمية الميسليوم في حمام مغذي سائل. بمجرد نمو الكتلة الحيوية الفطرية، يتم حصادها وغسلها جيدًا ثم خلطها مع مادتين مضافتين رئيسيتين: السوربيتول والسليلوز. السوربيتول، وهو كحول سكري شائع الاستخدام في الأغذية ومستحضرات التجميل، يعمل كملدن. يجعل المادة أنعم وأقل هشاشة، ويمنعها من التشقق أو التمزق أثناء الاستخدام. أما السليلوز، فهو بوليمر طبيعي يوفر قوة هيكلية. من خلال الجمع بين الاثنين، تمكن الباحثون من تحقيق التوازن الصحيح بين المرونة والمتانة.
بعد خلط المكونات، يتم توزيع الملاط الناتج في طبقة رقيقة ومتساوية وتجفيفه. تكون النتيجة صفيحة من جلد الميسليوم تشعر وتتصرف إلى حد كبير مثل الجلد الحيواني التقليدي. تمكن العلماء من إنتاج صفائح متواصلة بعرض حوالي 20 سم (8 بوصات) وطول 8 أمتار (26 قدمًا)، مما يدل على إمكانية توسيع نطاق العملية إلى أحجام مناسبة للمنتجات الواقعية.
قوة مماثلة للجلد التقليدي
أحد المقاييس الرئيسية لأي بديل جلدي هو القوة الميكانيكية. إذا لم يستطع تحمل البلى والاستخدام اليومي، فمن غير المرجح أن يجد طريقه إلى السلع الاستهلاكية. في اختباراتهم، وجد باحثو VTT أن المادة أظهرت متانة وقوة مماثلة للجلد التقليدي. هذا تحسن كبير عن المواد السابقة القائمة على الميسليوم، والتي كانت غالبًا هشة جدًا للتطبيقات العملية.
لإظهار إمكانات المادة، أنتج الفريق حقيبة يد مصنوعة من النوع الجديد من جلد الميسليوم. تعرض الحقيبة النموذجية الصفات الجمالية للمادة، مع كونها بمثابة إثبات لمفهوم قابلية التصنيع. تُظهر الصور التي نُشرت مع البحث سطحًا أنيقًا يشبه الجلد ويمكن بسهولة الخلط بينه وبين جلد الحيوان.
ما يعنيه هذا للمستقبل
إنجاز VTT مهم لأنه يعالج اثنتين من أكبر العقبات أمام اعتماد جلد الميسليوم على نطاق واسع: قابلية التوسع والجودة. من خلال إنتاج صفائح متواصلة بمعدل متر واحد في الدقيقة، فإن العملية متوافقة مع معدات التصنيع الحالية من لفافة إلى لفافة. يمكن أن يسمح ذلك للمنتجين بزيادة الإنتاج دون الاستثمار في بنية تحتية جديدة تمامًا.
لأن المادة خالية من البلاستيك، فإنها توفر نتيجة نهاية عمر أكثر استدامة. على عكس الجلود الاصطناعية التي قد تستمر في مدافن النفايات لقرون، فإن جلد الميسليوم قابل للتحلل البيولوجي ويمكن تحويله إلى سماد في الظروف المناسبة. يتماشى هذا مع الطلب المتزايد على المواد الدائرية في صناعات الأزياء والسيارات.
يحذر الباحثون من أن هناك حاجة إلى مزيد من العمل قبل أن تصل المادة إلى النضج التجاري. تحسين ظروف النمو، والضبط الدقيق لنسبة السوربيتول إلى السليلوز، وتوسيع النطاق من النماذج الأولية المختبرية إلى الكميات الصناعية سيتطلب جميعها بحثًا إضافيًا. لكن النتائج الحالية تشير إلى أن بديلاً جلديًا خالٍ من البلاستيك وخالٍ من الحيوانات ومستدام حقًا لم يعد رؤية بعيدة؛ بل هو احتمال عملي.
نحو ثورة في المواد المستدامة
يضيف هذا التطور إلى مجموعة متزايدة من الأعمال التي تهدف إلى استبدال المواد الحيوانية والبترولية ببدائل مختبرية أو مشتقة بيولوجيًا. الميسليوم جذاب بشكل خاص لأنه ينمو بسرعة ويتطلب موارد ضئيلة ويمكن زراعته على نفايات زراعية. مع استمرار الاستثمار والبحث، يمكن أن يصبح جلد الفطر خيارًا رئيسيًا في السنوات القليلة القادمة.
بالنسبة للمستهلكين الذين يهتمون بالأثر البيئي والأخلاقي لمشترياتهم، فإن وصول جلد ميسليوم عالي الجودة وقابل للتوسع سيكون علامة فارقة مرحبًا بها. إنه يقدم الصفات اللمسية والجمالية للجلد الحيواني دون التكلفة البيئية، ويتجنب مشكلة النفايات البلاستيكية المرتبطة بالبدائل الاصطناعية. إذا أمكن تسويق عملية VTT بنجاح، فقد تساعد في إعادة تشكيل صناعة السلع الجلدية من الأساس.
هذه المقالة مبنية على تقرير من New Atlas. اقرأ المقال الأصلي.
Originally published on newatlas.com