Nhà khoa học Trung Quốc phát triển vải sống bền vững từ nấm Cordyceps militaris

Nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ Cao cấp Thâm Quyến (Shenzhen Institutes of Advanced Technology) đã nghiên cứu và tạo ra một phương pháp sản xuất vật liệu sống từ nấm Cordyceps militaris - còn gọi là nấm sâu chít - giúp giải quyết thách thức trong việc mở rộng quy mô các vật liệu sống kỹ thuật (engineered living materials - ELMs). Loại nấm này được biết đến trong y học cổ truyền Trung Quốc và có khả năng tạo ra các cấu trúc sợi nhỏ liên kết chặt chẽ.

Bằng cách nuôi cấy nấm để tạo ra các viên nhựa nhỏ rồi ghép lại thành những tấm vải liên tục, linh hoạt, nhóm nghiên cứu thêm glycerol nhằm tăng độ dẻo dai cho chất liệu. Sản phẩm cuối cùng có thể phản ứng với môi trường và tự sửa chữa khi bị tổn thương bằng cách đặt thêm các viên nhựa tươi để phát triển các sợi tự làm sạch mới.

Đặc điểm nổi bật của chất liệu này là tự phân hủy sinh học chỉ trong vòng 41 ngày, mở ra hy vọng cho thời trang tuần hoàn – những sản phẩm được thiết kế dễ tái sử dụng hoặc tái chế. Các sợi tự nhiên của nấm cũng chống thấm nước, giảm nhu cầu sử dụng các lớp phủ hóa chất tổng hợp, vốn gây ô nhiễm môi trường.

Bên cạnh đó, cấu trúc vải còn là một nền tảng dễ điều chỉnh khi có thể kết hợp thêm các vi sinh vật được thiết kế đặc biệt để bổ sung chức năng. Ví dụ, nhóm đã dùng một chủng nấm men được biến đổi để tạo màu sắc và thêm sợi nấm Aspergillus niger chứa nhiều melanin nhằm tăng khả năng chống tia tử ngoại cho người mặc.

Dù đầy hứa hẹn, công nghệ này vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và nguyên mẫu. Nhà khoa học Li Ke – tác giả chính của công trình đăng trên tạp chí Science Advances – cảnh báo hiện chưa thể thay thế các loại vải thông dụng như cotton hay polyester. Thay vào đó, vật liệu này phù hợp cho các sản phẩm thời trang tạm thời, chất liệu triển lãm, tác phẩm nghệ thuật hoặc bao bì phân hủy sinh học.

Để sản phẩm có thể thương mại hóa, nhóm nghiên cứu cần tối ưu quá trình sản xuất để giảm chi phí, gồm tìm nguồn dinh dưỡng rẻ hơn, quy trình lên men và lọc hiệu quả hơn cũng như nâng cao chất lượng ổn định. Hiện phần lớn chi phí sản xuất tập trung vào việc nuôi trồng nấm, bên cạnh đó các bước bổ sung glycerol cũng làm tăng giá thành.

Một số thử nghiệm như khả năng giặt giũ, thoáng khí, chống ẩm và độ bền khi sử dụng lâu dài cũng cần được tiến hành. Li Ke cho biết nhóm đang tìm cách giảm thiểu việc bổ sung vi sinh vật bên ngoài để nấm tự tổng hợp phân tử chức năng như sắc tố, đồng thời phát triển các mạch gen tổng hợp để kích hoạt chức năng sinh học tại vùng, thời điểm hoặc điều kiện môi trường mong muốn.

Những bước tiến này mở ra khả năng ứng dụng rộng rãi cho vật liệu phân hủy sinh học với khả năng lập trình sinh học đa dạng, có thể vượt ra ngoài ngành dệt may truyền thống.