జీవంత శిలీంధ్ర వస్త్రం స్వయంగా మరమ్మతు చేసుకునే, కార్యక్షమమైన దుస్తుల దిశగా సూచిస్తోంది

తంతువులతో నేయబడలేదు, శిలీంద్రం నుండి పెంచబడిన వస్త్రం

పరిశోధకులు Cordyceps militaris అనే శిలీంద్రాన్ని ఆధారంగా చేసుకుని ఒక వస్త్రాన్ని తయారు చేశారు, దీనిని స్వయంగా మరమ్మతు చేసుకునే సామర్థ్యం, నీటి నిరోధకత, రంగుల వినియోగం మరియు అల్ట్రావయలెట్ రక్షణ వంటి అదనపు కార్యాల కోసం రూపకల్పన చేయవచ్చు. అందించిన మూల పాఠ్యంలో వివరించినట్లుగా, ఈ పని ఉన్నత స్థాయి పదార్థాల కోసం ఒక భిన్నమైన నమూనాను సూచిస్తోంది: కేవలం తయారు చేసి ముగించే వస్త్రాలు కాకుండా, జీవశాస్త్రపరంగా నిర్మించబడి, ఆపై జీవ సూక్ష్మజీవి భాగాలతో సర్దుబాటు చేయబడే వస్త్రాలు.

ఇది సాధారణ అర్థంలో ఉన్న సాంప్రదాయ వస్త్రం కాదు. ఇది పత్తితో పోలిస్తే ఘనంగా, తక్కువ తంతువులతో, మృదువైన నాన్-వోవెన్ షీట్ లేదా వంగగల, చర్మంలాంటి పదార్థానికి దగ్గరగా ఉందని వర్ణించారు. ఈ తేడా ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే ఇక్కడి కొత్తదనం కూర్పులోనే కాక, నిర్మాణంలో కూడా ఉంది. దారాలను వడకట్టి వాటిని వస్త్రంగా నేయడం బదులు, పరిశోధకులు శిలీంద్రాన్ని నిర్మాణ పదార్థంగా ఉపయోగించారు; దాని జీవ నిర్మాణం ఒక నిరంతర షీట్‌ను ఏర్పరచేందుకు అనుమతించింది.

పెట్రోలియం-ఆధారిత సింథటిక్‌లు, రసాయన-ఆధారిత ముగింపు ప్రక్రియలకు అతీతంగా చూడదలచిన పరిశ్రమలకు ఇది ఆసక్తికరమైన ప్రతిపాదన. ఇది, నిర్జీవ ఉపరితలాలపై పూతలు వేయడం ద్వారా కాకుండా, వృద్ధి మరియు జీవ సమీకరణం ద్వారా ప్రధాన లక్షణాలు ఉద్భవించే పదార్థాల అవకాశాన్ని సూచిస్తోంది.

పదార్థం ఎలా తయారైంది

చైనా అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్‌లో కె లీ నేతృత్వంలోని బృందం, ద్రవ సంస్కృతిలో పెంచిన చిన్న గోళాకార పెల్లెట్ల రూపంలో శిలీంద్రంతో ప్రారంభించింది. ఆ పెల్లెట్లను కడిగి, అచ్చుల్లో ఉంచారు; అక్కడ శిలీంద్ర పదార్థం ఒక షీట్‌గా రూపుదాల్చింది. ఈ నిర్మాణం హైఫే అనే, శిలీంద్ర శరీరాన్ని రూపొందించే సన్నని తంతువుల వల్ల ఏర్పడుతుంది. మూల పాఠ్యం ప్రకారం, పరిశోధకులు సాంప్రదాయ వస్త్ర బ్యాకింగ్, పాలిమర్ మెష్ లేదా బాహ్య స్కాఫోల్డ్‌పై ఆధారపడలేదు. దాని బదులు, శిలీంద్ర పెల్లెట్లే నిర్మాణ కణాలుగా పనిచేశాయి, మరియు పరస్పరం మిళితమైన హైఫే ఒక స్వయం-ఆధారిత పదార్థాన్ని సృష్టించాయి.

ఈ స్కాఫోల్డ్-రహిత అంశం ముఖ్యమైనది. అనేక జీవ-ఆధారిత పదార్థాలు ఇంకా సింథటిక్ మద్దతులు లేదా హైబ్రిడ్ నిర్మాణాలపై ఆధారపడతాయి, ఇవి తుది ఉత్పత్తి ఎంతవరకు జీవవిఘటన చెందగలదో లేదా జీవశాస్త్రపరంగా ఏకీకృతమవగలదో పరిమితం చేస్తాయి. ఈ సందర్భంలో, శిలీంద్ర నిర్మాణమే పదార్థాన్ని స్వయంగా మోయగలదని మూల పాఠ్యం సూచిస్తోంది; అందువల్ల ఈ వస్త్రం సాంప్రదాయ కాంపోజిట్‌లో భాగిక ప్రత్యామ్నాయం కాదు, నిజమైన జీవ వేదిక అనే వాదన బలపడుతుంది.

ఒక ప్రాయోగిక సమస్య భంగురత. శిలీంద్ర నిర్మాణాలు సహజంగానే గట్టిగా ఉండవచ్చు, ఇది ధరించదగిన పదార్థానికి అనుకూలం కాదు. దాన్ని పరిష్కరించడానికి, పరిశోధకులు వస్త్రాన్ని గ్లిసెరాల్‌లో నానబెట్టారు; ఇది ప్లాస్టిసైజర్‌గా పనిచేసి షీట్‌ను మరింత మృదువుగా, వంగగలిగేలా చేస్తుంది. ఈ దశ, జీవనవైవిధ్య కొత్తదనం మరియు ఉపయోగకరమైన పనితీరు మధ్య ఈ రంగం ఇంకా సమతుల్యం సాధించాల్సి ఉందని చూపిస్తుంది. ఒక పదార్థం సూత్రప్రాయంగా స్థిరంగా, ప్రోగ్రామ్ చేయదగినదిగా ఉండొచ్చు, కానీ అది ప్రయోగశాల బయట ప్రాసంగికంగా ఉండాలంటే వంగాలి, కదలాలి, నిర్వహణను తట్టుకోవాలి.

ప్రోగ్రామ్ చేయదగిన లక్షణాలే అసలు కథ

జీవంత శిలీంద్రంతో 만든 దుస్తుల శీర్షిక చిత్రం ఆకర్షణీయమైనది, కానీ ఈ పనిలో మరింత ముఖ్యమైన భాగం దాని వెనుక ఉన్న వేదిక ఆలోచన. భిన్నమైన సూక్ష్మజీవులను జోడించడం ద్వారా శిలీంద్ర ఆధార పదార్థం టెక్స్టైల్ ఏమి చేస్తుందో మారుస్తామని పరిశోధకులు చూపించారు. మరొక మాటలో చెప్పాలంటే, ఈ వస్త్రం కేవలం జీవశాస్త్రంతో తయారైంది మాత్రమే కాదు. అది జీవశాస్త్రం ద్వారా కార్యాత్మకంగా అప్‌డేట్ కూడా చేయవచ్చు.

రంగు కోసం, బృందం నారింజ, నీలం, ఊదా వర్ణకాలను ఉత్పత్తి చేసే ఇంజినీర్డ్ ఈస్ట్ కణాలను ప్రవేశపెట్టింది. అంటే, రంగును సాంప్రదాయ సింథటిక్ డైస్‌తో కాకుండా జీవశాస్త్రపరంగా ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. సాంప్రదాయ వస్త్ర సరఫరా గొలుసులో డైయింగ్ అనేది ఎక్కువ రసాయనాలు, నీటిని వినియోగించే దశల్లో ఒకటి. జీవరంగు కలిగిన పదార్థం ఈ పారిశ్రామిక భారాలను తక్షణమే తొలగించదు, కానీ రంగును పదార్థ వేదికలోనే భాగంగా కలిపే ప్రత్యామ్నాయ మార్గాన్ని సూచిస్తుంది.

రక్షణాత్మక పనులకు కూడా ఇదే తర్కం వర్తిస్తుంది. మూల పాఠ్యం ప్రకారం, పరిశోధకులు ఇతర శిలీంద్రాలను జోడించి వస్త్ర ప్రవర్తనను మార్చారు, అందులో నీటి బిందువులను తిప్పికొట్టేలా చేసిన మార్పులు కూడా ఉన్నాయి. అల్ట్రావయలెట్ రక్షణ కోసం వారు Aspergillus niger ను ఉపయోగించారు, ఇది పండ్లు, కూరగాయలపై సాధారణంగా కనిపించే మొల్డు. అది మెలానిన్ వర్ణకంతో కూడిన ముదురు ఉపరితల పొరను ఏర్పరచి, అల్ట్రావయలెట్ కిరణాలను శోషిస్తుంది. ఈ ఉదాహరణలు ముఖ్యమైనవి, ఎందుకంటే ఈ వస్త్రం స్థిరమైన వస్తువులా కాకుండా, మాడ్యూలర్ పనుల కోసం వేదికలా ప్రవర్తిస్తున్నదని అవి చూపిస్తాయి.

ఈ విధానం విస్తరిస్తే, భవిష్యత్తులో పదార్థాలను జీవకార్యాల ప్యాకేజుల చుట్టూ రూపకల్పన చేయవచ్చు: ఒక వెర్షన్ వాతావరణ నిరోధకతపై, మరొకటి సూర్య రక్షణపై, ఇంకొకటి రూపంపై, అలాగే మరమ్మతు లేదా పర్యావరణ స్పందనకు సంబంధించిన ఇతర లక్షణాలపై. అప్పుడు వస్త్రం కేవలం నిష్క్రియ ఉపరితలం కాక, సామర్థ్యాల కోసం వేదికగా మారుతుంది.

స్వయంగా మరమ్మతు చేసుకోవడం, జీవవిఘటన ఎందుకు ఆకర్షణ పొందుతున్నాయి

మూల పాఠ్యంలో ఈ వస్త్రం దెబ్బతింటే స్వయంగా మరమ్మతు చేసుకోగలదని పేర్కొన్నారు, మరియు జీవ పదార్థాలపై తీవ్రమైన పరిశోధనా ఆసక్తి పెరుగుతున్న ప్రధాన కారణాలలో ఇదే ఒకటి. ఈ రోజుల్లో దుస్తులు, మృదువైన పదార్థాలు సాధారణంగా రెండు ఎంపికల్లో ఒకటిలో చిక్కుకుంటాయి: దీర్ఘకాలికమైనవి కానీ సింథటిక్, లేదా జీవవిఘటన చెందేవి కానీ పనితీరు, ఆయుష్షులో పరిమితమైనవి. ఒక జీవ వస్త్రం మూడవ అవకాశాన్ని సూచిస్తోంది, అందులో పదార్థం తనను తాను నిలుపుకోగలదు, తన పరిసరాలకు అనుగుణంగా మారగలదు, మరియు జీవనాంతంలో కూడా జీవవిఘటన చెందగలదు.

ఈ దృష్టి సాధారణది కాదు. దుస్తుల్లో స్వయంగా మరమ్మతు చేసుకోవడం, సూత్రప్రాయంగా, ఉత్పత్తుల జీవితాన్ని పొడిగించి వ్యర్థాలను తగ్గించగలదు, ఇది ఫ్యాషన్‌లో అత్యంత నిరంతర పర్యావరణ సమస్యలలో ఒకటి. జీవవిఘటన కూడా అదే కారణంతో ముఖ్యమైనది. పెట్రోలియం-ఆధారిత సింథటిక్‌లపై ఆధారపడిన వస్త్ర వ్యవస్థలు వాటి ఉపయోగకర జీవితానంతరం కూడా చాలా కాలం కొనసాగుతాయి, అనేక పనితీరు పూతలు మరియు ముగింపు చికిత్సలు పారవేయడాన్ని మరింత క్లిష్టతరం చేస్తాయి. శిలీంద్ర నిర్మాణాల నుండి పెరిగి, సూక్ష్మజీవి భాగాలతో సమృద్ధిగా చేసిన పదార్థం పూర్తిగా భిన్నమైన జీవన చక్రాన్ని సూచిస్తోంది.

అయితే, అందించిన పాఠ్యంలో సమాధానం లేని కొన్ని ప్రాయోగిక ప్రశ్నలు మిగిలే ఉన్నాయి: పునరావృత వినియోగంలో దీర్ఘకాలికత, దీర్ఘకాల స్థిరత్వం, పెద్దస్థాయి తయారీ ఖర్చు, మరియు నియంత్రిత పరిస్థితుల వెలుపల ఇలాంటి పదార్థాన్ని ఎలా నిర్వహించాలి అన్నది. కానీ ఈ పనికి ప్రాముఖ్యత తక్షణ వాణిజ్యీకరణపై ఆధారపడదు. ప్రయోగశాల బయట కూడా జీవ వస్త్రాలు నిర్మాణపరంగా సాధ్యమై, కార్యాత్మకంగా సర్దుబాటు చేయదగినవిగా ఉండగలవని చూపడంలోనే దాని విలువ ఉంది.

కొత్తదనం నుంచి పదార్థ వేదికకు

The Last of Us వంటి కల్పిత చిత్రణల వల్ల Cordyceps చుట్టూ ఉన్న సాంస్కృతిక భారం కారణంగా, ఒక శిలీంద్ర దుస్తులను కేవలం వింతగా భావించడం సులభం. కానీ ఈ పరిశోధన బయోమటీరియల్ ప్రదర్శనకన్నా చాలా తీవ్రమైన దిశను సూచిస్తోంది. భవిష్యత్తు వస్త్రాలు స్వయంగా సమన్వయమయ్యే జీవ పదార్థం నుండి పెరిగి, తులనాత్మకంగా సులభమైన ప్రాసెసింగ్ ద్వారా మృదువుగా మారి, జాగ్రత్తగా ఎంపిక చేసిన సూక్ష్మజీవి భాగస్వాముల ద్వారా ప్రత్యేక లక్షణాలతో నింపబడవచ్చని ఇది సూచిస్తుంది.

అది ఈ పనిని ఫ్యాషన్‌కి మాత్రమే కాకుండా మరెన్నో రంగాలకు సంబంధించినదిగా చేస్తుంది. సర్దుబాటు చేయగల నీటి-వికర్షణ, వర్ణకాలు, UV నిరోధకత కలిగిన వంగగల జీవ షీట్లు ప్యాకేజింగ్, ఇంటీరియర్స్, ధరించగల సాంకేతికత, మరియు రక్షణాత్మక పదార్థాల పరిశోధనలో ఆసక్తిని కలిగించవచ్చు. విస్తృత ఆలోచన ఏమిటంటే, జీవ తయారీని ఒక ఫీడ్స్టాక్‌ను మరొకదానితో మార్చడానికే పరిమితం చేయాల్సిన అవసరం లేదు. అది పదార్థాల రూపకల్పన తర్కాన్నే మార్చగలదు.

ప్రస్తుతం, శిలీంద్ర టెక్స్టైల్‌ను ప్రారంభదశలో ఉన్నప్పటికీ అర్థవంతమైన పరిశోధనా ప్రదర్శనగా భావించడం ఉత్తమం. సాంప్రదాయ స్కాఫోల్డింగ్ లేకుండానే శిలీంద్ర పెల్లెట్ల నుండి దుస్తుల్లాంటి పదార్థం ఉత్పన్నమవుతుందని, మరియు ఈ జీవ ఆధారాన్ని అదనపు లక్షణాలతో ప్రోగ్రామ్ చేయవచ్చని ఇది చూపిస్తుంది. వనరుల-తీవ్ర టెక్స్టైల్‌లకు నమ్మదగిన ప్రత్యామ్నాయాలను వెతుకుతున్న రంగంలో ఇది గణనీయమైన పురోగతి. అత్యంత ముఖ్యమైన ఫలితం ఒకే దుస్తు కాకుండా, మృదువైన పదార్థాలు ఎలా పెరుగుతాయి, అనుకూలీకరించబడతాయి, మరియు చివరికి ఎలా విసర్జించబడతాయి అన్నదానికి ఒక కొత్త నమూనా కావచ్చు.

ఈ వ్యాసం New Scientist నివేదిక ఆధారంగా రూపొందించబడింది. మూల వ్యాసాన్ని చదవండి.