{"id":163403,"date":"2025-05-23T07:35:00","date_gmt":"2025-05-23T05:35:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=163403"},"modified":"2025-05-20T15:09:03","modified_gmt":"2025-05-20T13:09:03","slug":"faserverbundwerkstoff-aus-der-natur-forschende-entwickeln-lebendiges-material-aus-pilzen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/faserverbundwerkstoff-aus-der-natur-forschende-entwickeln-lebendiges-material-aus-pilzen\/","title":{"rendered":"Faserverbundwerkstoff aus der Natur: Forschende entwickeln lebendiges Material aus Pilzen"},"content":{"rendered":"\n\n
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\"Die
Die lebende Folie ist nahezu transparent und besitzt eine gute Reissfestigkeit. Sie k\u00f6nnte etwa als Bio-Kunststoff zum Einsatz kommen. \u00a9 Empa<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Pilze gelten als eine vielversprechende Quelle f\u00fcr biologisch abbaubare Materialien. Empa-Forschende haben ein neues Material entwickelt, das auf einem Pilzmycel und dessen extrazellul\u00e4rer Matrix basiert. Das verleiht dem Biomaterial besonders vorteilhafte Eigenschaften.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Nachhaltig produzierte, biologisch abbaubare Materialien sind ein wichtiger Schwerpunkt der modernen Materialforschung. Doch die Verarbeitung nat\u00fcrlicher Materialien wie Cellulose, Lignin oder Chitin stellt Forschende vor einen Kompromiss. In ihrer reinen Form sind die nat\u00fcrlichen Werkstoffe zwar biologisch abbaubar, aber oft nicht leistungsf\u00e4hig genug. Durch chemische Verarbeitungsschritte lassen sie sich st\u00e4rker, widerstandsf\u00e4higer oder geschmeidiger machen \u2013 dabei b\u00fcssen sie aber wiederum an Nachhaltigkeit ein.<\/p>\n\n\n\n

Empa-Forschende aus dem Labor \u00abCellulose and Wood Materials\u00bb haben nun ein biobasiertes Material entwickelt, das diesen Kompromiss geschickt umgeht. Es ist nicht nur vollst\u00e4ndig biologisch abbaubar, sondern auch reissfest und besitzt vielseitige funktionale Eigenschaften. Das alles mit minimalen Verarbeitungsschritten und ganz ohne Chemie \u2013 man kann es sogar essen. Sein Geheimnis: Es lebt.<\/p>\n\n\n\n

Von der Natur optimiert<\/h3>\n\n\n
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In der Natur w\u00e4chst der Gemeine Spaltbl\u00e4ttling auf totem Holz und bildet Fruchtk\u00f6rper, die in weiten Teilen der Welt als Speisepilz gelten. \u00a9 Adobe Stock<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Als Grundlage f\u00fcr ihr neuartiges Material verwendeten die Forschenden das Mycel des Gemeinen Spaltbl\u00e4ttlings, ein weit verbreiteter essbarer Pilz, der auf totem Holz w\u00e4chst. Mycelien sind Wurzel-\u00e4hnliche fadenf\u00f6rmige Pilzstrukturen, die bereits rege als potenzielle Materialquellen erforscht werden. Normalerweise werden die Mycelfasern \u2013 sogenannte Hyphen \u2013 daf\u00fcr gereinigt und gegebenenfalls chemisch bearbeitet, was den bekannten Kompromiss zwischen Leistung und Nachhaltigkeit mit sich bringt.<\/p>\n\n\n\n

Die Empa-Forschenden w\u00e4hlten einen anderen Ansatz. Anstatt das Mycel aufw\u00e4ndig aufzubereiten, verwenden sie es als Ganzes. Beim Wachsen bildet der Pilz n\u00e4mlich nicht nur die Hyphen aus, sondern auch eine sogenannte extrazellul\u00e4re Matrix: ein Netz aus unterschiedlichen faserartigen Makromolek\u00fclen, Proteinen und weiteren biologischen Stoffen, die die lebenden Zellen absondern. <\/p>\n\n\n\n

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\u00abDer Pilz nutzt diese extrazellul\u00e4re Matrix, um sich Struktur und andere funktionale Eigenschaften zu verleihen. Warum sollten wir nicht dasselbe tun?\u00bb, erkl\u00e4rt Empa-Forscher Ashutosh Sinha.<\/strong> \u00abDie Natur hat bereits ein optimiertes System entwickelt\u00bb, erg\u00e4nzt Gustav Nystr\u00f6m<\/strong>, Leiter des \u00abCellulose and Wood Materials\u00bb-Labors.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Mit ein bisschen gezielter Nachoptimierung haben die Forschenden der Natur auf die Spr\u00fcnge geholfen. Aus der enormen genetischen Diversit\u00e4t des Gemeinen Spaltbl\u00e4ttlings w\u00e4hlten sie einen Stamm, der besonders viel von zwei bestimmten Makromolek\u00fclen bildet: dem langkettigen Polysaccharid Schizophyllan und dem seifen\u00e4hnlichen Protein Hydrophobin. Hydrophobine sammeln sich aufgrund ihrer Struktur an Grenzfl\u00e4chen zwischen polaren und apolaren Fl\u00fcssigkeiten, beispielsweise Wasser und \u00d6l. Schizophyllan ist eine Nanofaser: weniger als einen Nanometer dick, aber mehr als tausendmal so lang. Gemeinsam verleihen diese zwei Biomolek\u00fcle dem lebenden Mycelmaterial Eigenschaften, die es f\u00fcr verschiedenste Einsatzgebiete fit machen.<\/p>\n\n\n\n

Ein lebender Emulgator<\/h3>\n\n\n
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\"mycelial-materials-emulsion-para-300.jpg\"\/
Dank den Hilfsmolek\u00fclen in ihrer extrazellul\u00e4ren Matrix sind die Mycelfasern gute nat\u00fcrliche Emulgatoren \u2013 sie sind sogar essbar. \u00a9 Empa<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Die Vielseitigkeit ihres Materials zeigten die Forschenden gleich selbst im Labor. In ihrer Studie, die vor kurzem in der Fachzeitschrift \u00abAdvanced Materials<\/em>\u00bb ver\u00f6ffentlicht<\/a> wurde, stellten sie zwei Anwendungsm\u00f6glichkeiten f\u00fcr das lebende Material vor: eine kunststoff\u00e4hnliche Folie und eine Emulsion. Emulsionen sind Mischungen aus zwei oder mehr Fl\u00fcssigkeiten, die sich normalerweise nicht mischen lassen. Wer ein Beispiel sehen m\u00f6chte, braucht bloss den K\u00fchlschrank zu \u00f6ffnen: Milch, Salatsauce oder Mayonnaise z\u00e4hlen dazu. Aber auch diverse Kosmetika, Farben und Lacke liegen als Emulsionen vor.<\/p>\n\n\n\n

Eine Herausforderung besteht darin, solche Gemische zu stabilisieren, damit sie sich \u00fcber Zeit nicht wieder in die einzelnen Fl\u00fcssigkeiten \u00abentmischen\u00bb. Hier zeigt sich das lebende Mycel von seiner besten Seite: Sowohl die Schizophyllan-Fasern als auch die Hydrophobine wirken als Emulgatoren. Und der lebende Pilz gibt laufend mehr von diesen Molek\u00fclen ab. <\/p>\n\n\n\n

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\u00abDas ist wohl die einzige Art von Emulsion, die mit der Zeit stabiler wird\u00bb, sagt Sinha<\/strong>. <\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Sowohl die Pilzf\u00e4den selbst als auch ihre Hilfsmolek\u00fcle sind dabei komplett ungiftig, biologisch kompatibel und sogar essbar \u2013 der Gemeine Spaltbl\u00e4ttling gilt in weiten Teilen der Welt als Speisepilz. <\/p>\n\n\n\n

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\u00abDie Anwendung als Emulgator in der Kosmetik- und Lebensmittelindustrie ist daher besonders interessant\u00bb, weiss Nystr\u00f6m<\/strong>.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Von Kompostbeuteln zu Batterien<\/h3>\n\n\n\n
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\"mycelial-materials-kultur-para.jpg\"\/
Die Pilzkultur des Gemeinen Spaltbl\u00e4ttlings auf einem N\u00e4hrmedium. Aus der Petrischale rechts wurden Proben entnommen. \u00a9 Empa<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Aber auch f\u00fcr klassische Materialanwendungen kommt das lebende Pilznetzwerk in Frage. In einem zweiten Experiment haben die Forschenden d\u00fcnne Folien aus ihrem Mycel hergestellt. Die extrazellul\u00e4re Matrix mit den langen Schizophyllan-Fasern verleiht dem Material eine sehr gute Reissfestigkeit, die durch gezieltes Ausrichten der Pilz- und Polysaccharidfasern weiter verst\u00e4rkt werden kann.<\/p>\n\n\n\n

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\u00abWir verbinden die bew\u00e4hrten Methoden zur Verarbeitung von faserbasierten Materialien mit dem aufstrebenden Gebiet der lebenden Materialien\u00bb, erl\u00e4utert Nystr\u00f6m. Sinha<\/strong> erg\u00e4nzt: \u00abUnser Mycel ist sozusagen ein lebender Faserverbundwerkstoff.\u00bb <\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Die Eigenschaften dieses Werkstoffs k\u00f6nnen die Forschenden steuern, indem sie die Bedingungen ver\u00e4ndern, unter denen der Pilz w\u00e4chst. Denkbar w\u00e4re auch der Einsatz anderer Pilzst\u00e4mme oder -arten, die andere funktionale Makromolek\u00fcle produzieren.<\/p>\n\n\n\n

Die Arbeit mit dem lebendigen Werkstoff bringt aber auch gewisse Herausforderungen mit sich. <\/p>\n\n\n\n

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\u00abBiologisch abbaubare Materialien reagieren immer auf ihre Umgebung\u00bb, weiss Nystr\u00f6m.<\/strong> \u00abWir wollen Anwendungsm\u00f6glichkeiten finden, bei denen diese Interaktion nicht hinderlich ist \u2013 oder sogar von Vorteil.\u00bb <\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Die biologische Abbaubarkeit ist indes nur ein Teil der Geschichte f\u00fcr das Mycel. Es ist auch biologisch abbauend: Der Gemeine Spaltbl\u00e4ttling kann Holz und pflanzliche Materialien aktiv zersetzen. <\/p>\n\n\n\n

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Hier sieht Sinha<\/strong> eine weitere Anwendungsm\u00f6glichkeit: \u00abAnstelle der kompostierbaren Plastikbeutel f\u00fcr K\u00fcchenabf\u00e4lle k\u00f6nnte man daraus Beutel herstellen, die die organischen Abf\u00e4lle selbst kompostieren\u00bb, sagt der Forscher.<\/strong><\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n

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\"Die
Die Pilzfolie reagiert reversibel auf Feuchtigkeit und k\u00f6nnte f\u00fcr biobasierte Feuchtigkeitssensoren eingesetzt werden. \u00a9 Empa<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Vielversprechende Anwendungen gibt es f\u00fcr das Mycel aber auch im Bereich der nachhaltigen Elektronik. So reagiert das Pilzmaterial beispielsweise reversibel auf Feuchtigkeit und k\u00f6nnte zur Herstellung von bioabbaubaren Feuchtigkeitssensoren verwendet werden. Eine weitere Anwendung, an der Nystr\u00f6ms Team gerade arbeitet, kombiniert das lebende Material mit zwei weiteren Forschungsprojekten aus dem \u00abCellulose and Wood Materials\u00bb-Labor: der\u00a0Pilzbatterie<\/a>\u00a0und der\u00a0Papierbatterie<\/a>. <\/p>\n\n\n\n

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\u00abWir wollen eine kompakte, biologisch abbaubare Batterie herstellen, deren Elektroden aus einem lebenden \u2039Pilzpapier\u203a bestehen\u00bb, sagt Sinha<\/strong>.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

<\/div>\n\n\n\n

Originalver\u00f6ffentlichung<\/h3>\n\n\n\n

A Sinha, LG Greca, N Kummer, C Wobill, C Reyes, P Fischer, S Campioni, G Nystr\u00f6m: Living Fiber Dispersions from Mycelium as a New Sustainable Platform for Advanced Materials; Advanced Materials (2025)<\/em>;\u00a0doi: 10.1002\/adma.202418464<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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