버섯 섬유로 만든 가죽과 종이

문광주 기자 / 기사승인 : 2022-03-24 09:55:48
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- 버섯은 남은 빵과 기타 음식물 쓰레기를 유용한 섬유소로 전환 시킨다.
- 곰팡이는 키틴과 키토산에서 섬유를 생산하기 때문에 안정적인 조직 생산이 가능
- 특별한 육종법으로 버섯 섬유의 생산 빠르고 환경에 유해한 첨가제 필요하지 않다.

몰드 실로 만든 가죽, 원사 및 종이
버섯은 남은 빵과 기타 음식물 쓰레기를 유용한 섬유소로 전환시킨다.


쓰레기를 재활용하는 새로운 방법:
음식물 쓰레기에서 자라는 곰팡이는 인조 가죽, 종이 또는 면 대체품의 원료가 될 수 있다.
곰팡이는 키틴과 키토산에서 섬유를 생산하기 때문에 안정적인 조직을 생산할 수 있다. 가공 방법에 따라 특성은 일반 가죽, 종이 또는 천과 유사한다. 특별한 육종법 덕분에 이 버섯 섬유의 생산도 빠르고 환경에 유해한 첨가제가 필요하지 않다. 

▲ 이 섬유는 곰팡이의 필라멘트로 만들어졌다. © 보로스 대학교 University of Borås

면, 가죽, 인조 가죽 또는 종이:
오늘날 직물 및 기타 직물과 유사한 직물에 사용되는 많은 재료는 심각한 환경 문제를 일으킨다. 목화의 재배와 가공, 종이의 생산은 많은 양의 물을 소비하고, 가죽을 위해 동물을 죽여야 하고, 인조 가죽은 석유 제품으로 만들어진다. 모든 재료는 또한 환경에 유해한 화학 물질을 사용한다.

원료 공급자 곰팡이

대안을 찾기 위해 스웨덴 보로스 대학의 아크람 자마니(Akram Zamani)와 그녀의 팀은 곰팡이 왕국의 도우미인 Rhizopus delemar를 데려왔다. 우리 빵 곰팡이의 친척인 이 곰팡이는 빵과 모든 종류의 음식물 쓰레기에서도 자라며, 미세한 곰팡이 균사의 촘촘한 그물을 만든다. 일반적으로 이러한 곰팡이 섬유는 부드럽고 탄력적이지 않다.

그러나 Rhizopus delema는 다르다.
진균 필라멘트는 세포벽에 상대적으로 높은 비율의 키틴과 키토산을 포함하고 있다. 이 생체 고분자는 곤충과 갑각류의 껍질을 뻣뻣하고 안정적으로 만들고 곰팡이 필라멘트에 높은 수준의 저항성을 부여한다는 것이 Zamani와 그녀의 동료들이 발견한 바와 같다. 이것은 그녀에게 이 곰팡이 실을 가죽, 종이 및 직물의 원료로 사용하는 아이디어를 주었다.

남은 빵은 버섯 실이 된다

필요한 섬유질을 생산하기 위해 연구원들은 슈퍼마켓에서 일반적으로 쓰레기통에 버려지는 오래되고 팔리지 않은 빵을 수집했다. 그들은 그것을 잘게 자르고 곰팡이 포자와 함께 생물 반응기에 넣기 전에 말렸다. 그곳에서 곰팡이는 물과 빵 부스러기로 만들어진 일종의 영양 용액에서 자랐다.

이틀 후, 연구자들은 사상균 덩어리를 제거하고 지방, 단백질 및 기타 세포 구성요소를 제거해 진균 섬유의 키틴 및 키토산을 함유한 세포벽의 젤 같은 덩어리만 남도록 했다.

Zamani는 "공정을 개발할 때 독성 화학 물질이나 기타 환경에 유해한 공정을 사용하지 않도록 했다"고 강조했다. 곰팡이 잔류물이 제거된 섬유는 여전히 축축한 상태에서 실로 방적할 수 있으며, 이는 예를 들어 수술에서 봉합재로 또는 상처 치유 붕대로 사용될 수 있다. 이 버섯 실로 짠 직물은 일반 면직물 대신 사용할 수도 있다.
▲ 버섯 실과 버섯 가죽으로 만든 지갑. © Akram Zamani

버섯 재료로 만든 가죽과 종이

버섯 섬유는 말려서 일종의 종이로 가공할 수도 있다. 이것은 일반 셀룰로오스 종이만큼 찢어지지 않는다. 여러 층에 적용하고 중간 층의 목재에서 나오는 탄닌과 함께 버섯 재료로 일종의 가죽을 만들 수도 있다. 곰팡이 물질로부터 가죽과 같은 물질을 생산하는 다른 접근 방식과 달리 이 방법은 팀이 설명하는 것처럼 합성 고분자를 추가할 필요가 없다.

결과로 나온 버섯 가죽은 클래식 동물 가죽만큼 강하면서도 유연하다.
"우리 테스트에 따르면 이 버섯 가죽은 실제 가죽에 가까운 기계적 특성을 가지고 있다"고 Zamani는 보고했다. 바이오 기반 바인더와 글리세린 후처리도 소재를 부드럽고 내구성 있게 만든다.

다른 "버섯 요리"도 가능

연구팀에 따르면 Rhizopus delema 곰팡이의 사용은 바이오 기반의 환경 친화적 인 재료 생산을 위한 새로운 기회를 열어준다. Zamani는 "이 곰팡이 유래 물질이 윤리적, 환경적 문제가 있는 면, 합성 섬유 및 동물 가죽을 대체할 수 있기를 희망한다"고 말했다.

과학자들은 이미 버섯 제품을 더욱 최적화하기 위해 노력하고 있다.
그들은 또한 과일과 야채 찌꺼기와 같은 다른 음식물 쓰레기와 함께 곰팡이에 먹이를 주기 시작했다. "이 남은 음식을 버리는 대신 버섯을 재배하는 데 사용할 수 있다"고 Zamani는 말했다.
(ACS Spring 2022)
출처: American Chemical Society

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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