‘निसर्गाचे मूळ अभियंते’: शास्त्रज्ञ बुरशीच्या अद्भुत क्षमतेचा शोध घेतात | बुरशी

एफबाहेरून, ते कोणत्याही सामान्य लंगोटीसारखे दिसते – दरवर्षी लँडफिलमध्ये संपणाऱ्या अब्जावधींपैकी एक. पण हिरो डायपर एक असामान्य साथीदारासोबत येतो: गोठवलेल्या बुरशीची एक पिशवी बाळाच्या उदास मलमूत्रांवर शिंपडण्यासाठी.

एक उत्प्रेरक प्रक्रिया सुरू करण्याची कल्पना आहे जी संपूर्ण नॅपी – प्लास्टिक आणि सर्व – एका वर्षाच्या आत कंपोस्टमध्ये मोडली जाऊ शकते.

हिरो या आठवड्यात ओळखल्या गेलेल्या अनेक नवकल्पनांपैकी एक होता फ्युचर इज फंगी अवॉर्ड्सजे ग्रहाच्या काही अत्यंत तातडीच्या पर्यावरणीय आव्हानांना सामोरे जाण्यासाठी बुरशीचा वापर करून ग्राउंडब्रेकिंग नवकल्पनांचा सन्मान करतात.

बुरशीला स्पॉटलाइटमध्ये ठेवण्यासाठी अनेक शक्ती एकत्र येत आहेत, ब्रिस्टलमधील वेस्ट ऑफ इंग्लंड विद्यापीठातील प्रोफेसर अँड्र्यू ॲडमात्स्की म्हणाले, जे बुरशी अपारंपरिक संगणकीय सर्किट्समध्ये समाविष्ट केली जाऊ शकते का याचा तपास करत आहेत.

“प्रथम, लोक प्रशंसा करू लागले आहेत की बुरशी ही वनस्पती किंवा प्राणी नाहीत, परंतु त्यांचे स्वतःचे विलक्षण जैविक क्षमता असलेले विशाल आणि मोठ्या प्रमाणावर अनपेक्षित राज्य आहे,” तो म्हणाला. “दुसरे, व्यावहारिक प्रात्यक्षिके – फंगल पॅकेजिंग, फंगल लेदर, फंगल इन्सुलेशन, अगदी फंगल इलेक्ट्रॉनिक्स – यांनी दाखवून दिले आहे की हे जीव अनेक औद्योगिक साहित्य बदलू शकतात किंवा वाढवू शकतात. तिसरे, आम्ही तातडीच्या जागतिक आव्हानांना तोंड देत आहोत: कचरा, प्रदूषण, जैवविविधता नष्ट होणे आणि हवामानाचा ताण.

“बुरशी अशा वातावरणात फोफावतात ज्यांना मानव कठोर किंवा घाणेरडे मानतात आणि ते कमी-किंमतीच्या संसाधनांना उपयुक्त गोष्टीत बदलू शकतात. ते वेळेवर जीव आहेत ज्यांची आपल्याला आता गरज आहे अशा गुणधर्मांसह.”

या वचनाच्या मध्यभागी मायसेलियम आहे: धाग्यासारखे नेटवर्क जे मोठ्या प्रमाणात बुरशीचे बनते. हे कृषी कचऱ्यापेक्षा थोडे अधिक वापरून मजबूत, हलके पदार्थ बनवले जाऊ शकते आणि काही प्रजाती लाकूड, पेट्रोलियम सारखी संयुगे आणि विविध प्लास्टिक तोडण्यास सक्षम शक्तिशाली एन्झाईम तयार करतात.

ही दुहेरी क्षमता – संरचना तयार करणे आणि जटिल रेणू पचवणे – बुरशीला असामान्यपणे बहुमुखी बनवते. मायसेलियम हे बांधकाम साहित्यात वाढू शकते, बायोडिग्रेडेबल फोममध्ये बदलले जाऊ शकते, दूषित वातावरण स्वच्छ करण्यासाठी वापरले जाऊ शकते किंवा रसायनांचे संश्लेषण करण्यासाठी जैविक कारखाने म्हणून वापरले जाऊ शकते.

मऊ प्लास्टिकचे विघटन होण्यासाठी सामान्यतः शतके लागतात, परंतु हिरोचे ध्येय हे प्लॅस्टिकमध्ये बुरशीचे मालकी मिश्रण असलेले एम्बेड करून 12 महिन्यांत संकुचित करणे आहे जे बाळाच्या उत्सर्जनातील ओलावाच्या प्रतिसादात सक्रिय होते. बुरशी ऑक्सिजन-खराब लँडफिल परिस्थितीत आनंदाने वाढतात आणि प्लॅस्टिकच्या कार्बनच्या पाठीचा कणा जलद पचवणारे एन्झाईम स्राव करतात, ज्यामुळे मायक्रोप्लास्टिक्स मागे राहत नाहीत, असे हिरोचे संस्थापक आणि सीईओ मिकी अग्रवाल यांनी सांगितले.

अग्रवाल म्हणाले, “आतापर्यंत, आम्ही हे आमच्या प्रयोगशाळेत सहा महिन्यांपेक्षा कमी कालावधीत करू शकलो आहोत हे दाखवून दिले आहे आणि आता आम्ही नैसर्गिक वातावरणात सिम्युलेटेड लँडफिल परिस्थितीत डायपरची चाचणी करत आहोत,” अग्रवाल म्हणाले.

शास्त्रज्ञ सहमत आहेत की दृष्टीकोन प्रशंसनीय आहे – एका बिंदूपर्यंत. “बुरशीमध्ये विशिष्ट प्लास्टिक – विशेषत: पॉलीयुरेथेन, पॉलिस्टर-आधारित प्लास्टिक आणि काही संमिश्र सामग्री नष्ट करण्याची क्षमता असते. प्रयोगशाळेत, हे चांगले कार्य करते आणि सुधारत राहते,” ॲडमॅट्झकी म्हणाले. “परंतु पॉलीथिलीन आणि पॉलीप्रॉपिलीन हट्टीपणे प्रतिरोधक राहतात. काही बुरशी त्यांना हळूहळू नष्ट करू शकतात, परंतु औद्योगिक स्तरावरील लँडफिल उपायांसाठी दर सध्या खूपच मंद आहेत.”

प्लॅस्टिक हे फक्त एक क्षेत्र आहे ज्यामध्ये बुरशी प्रगती करत आहेत. या वर्षीचे दोन पुरस्कार विजेते – Michroma आणि Mycolever – बुरशीचे जिवंत रासायनिक कारखान्यांमध्ये रूपांतर करण्याचे उद्दिष्ट ठेवतात जे सौंदर्यप्रसाधने आणि प्रसाधनांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या नैसर्गिक फूड कलरिंग्ज आणि इमल्सीफायर्ससह पेट्रोकेमिकल-व्युत्पन्न ऍडिटिव्ह्जना हिरवे पर्याय तयार करतात. पारंपारिक आवृत्त्या बऱ्याचदा कार्बन-केंद्रित असतात किंवा पर्यावरणास हानीकारक पुरवठा साखळ्यांवर अवलंबून असतात; फंगल किण्वन एक स्वच्छ, अधिक लवचिक मार्ग देते.

त्या लवचिकतेचा एक भाग बुरशीपासून येतो. जिवाणू आणि यीस्टना नवीन रसायने बनवण्यासाठी अनेकदा अनुवांशिक अभियांत्रिकी आवश्यक असते, तर व्यापक बुरशीचे साम्राज्य खूप विस्तृत नैसर्गिक भांडार देते ज्यासाठी नाही, किंवा फक्त किमान, अभियांत्रिकीची आवश्यकता असू शकते.

“गेल्या काही दशकांमध्ये, आम्ही शोधून काढले आहे की या ग्रहावर बुरशीच्या अंदाजे ५.१ दशलक्ष प्रजाती आहेत. तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीमुळे शास्त्रज्ञांना त्यापैकी अनेकांची क्रमवारी लावता आली आहे, याचा अर्थ ते काय करतात याबद्दल आम्हाला बरेच काही माहित आहे – आणि आम्हाला हे समजले आहे की ते इतके सक्षम आहेत,” ब्रीटा विंटरबर्ग म्हणाल्या, मायकोलिव्हर आणि सिन्गाइजरच्या सीईओ, जे फनगिव्हर वापरत आहेत. वैयक्तिक काळजी उत्पादनांसाठी emulsifier.

बुरशीचे अधिक जटिल चयापचय देखील त्यांना अधिक जटिल संयुगे तयार करण्यास परवानगी देतात. “फिलामेंटस बुरशी नैसर्गिकरित्या जटिल दुय्यम चयापचयांचे सशक्त उत्पादक आहेत, ज्यात जगातील अनेक जीवंत रंगद्रव्यांचा समावेश आहे,” रिकी कॅसिनी म्हणाले, Michroma चे CEO, जे त्यांचा वापर नैसर्गिक अन्न रंग तयार करण्यासाठी करत आहेत. “मेटाबोलाइट्स स्राव करण्याची त्यांची जन्मजात क्षमता डाउनस्ट्रीम प्रक्रिया सुलभ करते आणि उद्योगाला आवश्यक असलेल्या कामगिरीसह फूड कलरंट्स तयार करण्यासाठी त्यांना आदर्श बनवते.”

आणि यीस्ट आणि बॅक्टेरियाच्या विपरीत, ज्यांना सामान्यतः कठोरपणे नियंत्रित परिस्थितीची आवश्यकता असते, अनेक बुरशी कमी मागणी करतात. “ते स्वस्त, कमी-मूल्य असलेल्या सब्सट्रेट्सवर वाढतात – भूसा, पेंढा, पुठ्ठा, कृषी उप-उत्पादने – आणि ते बर्याचदा दूषितता सहन करतात ज्यामुळे जीवाणू संस्कृती नष्ट होईल,” ॲडमॅट्झकी म्हणाले.

आणखी एक उदयोन्मुख अनुप्रयोग मायसेलियमच्या नैसर्गिक उष्णता-प्रतिरोधक गुणधर्मांवर आकर्षित करतो. “बुरशीच्या पेशींच्या भिंतींमध्ये उष्णतेचा प्रतिकार करू शकणारे पदार्थ असतात, ज्यामुळे ते अग्निरोधक प्रयत्नांसाठी किंवा पृथक्करणासाठी योग्य बनतात – एकतर घरांना उष्णतारोधक, उष्णतारोधक पॅकेजिंग साहित्य किंवा वास्तविक जीवनातील आगीशी लढण्यासाठी,” डॉ. यासिर तुर्की म्हणाले. त्यांची जॉर्डन-आधारित कंपनी, मेटानोव्हेशन, एक मायसेलियम-आधारित अग्निशामक फोम विकसित करत आहे, जे कृत्रिम फोम्सच्या विपरीत जे पीएफएएस “कायमचे रसायने” मातीमध्ये सोडतात, ते टाकाऊ पदार्थांवर उगवले जाऊ शकतात आणि वापरानंतर नैसर्गिकरित्या बायोडिग्रेड केले जाऊ शकतात.

संवेदन आणि इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये बुरशीचा वापर हा सर्वात मनोरंजक सीमांपैकी एक आहे – एक कल्पना जी विज्ञान कल्पनेसारखी वाटू शकते परंतु प्रयोगशाळांमध्ये आधीच शोधली जात आहे.

संशोधकांनी दर्शविले आहे की जिवंत मायसेलियममध्ये मिसळलेले साहित्य थोडेसे साध्या इलेक्ट्रॉनिक भागांसारखे वागू शकते: ते लहान ऑसीलेटर्ससारखे नाडी करू शकतात, कॅपेसिटरसारखे सिग्नल थोडक्यात संग्रहित करू शकतात आणि मूलभूत सर्किट्सप्रमाणे माहिती फिल्टर करू शकतात. फॅब्रिक्स किंवा फोममध्ये वाढलेले, ते प्रकाश, दाब आणि रसायनांना देखील प्रतिसाद देतात, जिवंत सेन्सर वाढण्याची शक्यता वाढवतात, स्वत: ची दुरुस्ती करतात, सतत त्यांच्या वातावरणाशी जुळवून घेतात आणि आवश्यक नसताना बायोडिग्रेड करतात.

मायसेलियल नेटवर्क्सच्या इलेक्ट्रिकल वर्तनाचा प्रयोग करणाऱ्यांपैकी Adamatzky यांचा गट आहे. “प्रयोगशाळेत, आम्ही मायसेलियममधून नैसर्गिक विद्युत स्पाइक्स रेकॉर्ड करू शकतो आणि त्यांचा बायो-सेन्सिंग, सॉफ्ट रोबोटिक्स किंवा अपारंपरिक संगणनामध्ये वापरू शकतो,” तो म्हणाला. “काही जैविक प्रणाली बहु-कार्यक्षम आहेत.”

फुल-स्केल फंगल इलेक्ट्रॉनिक्स सध्या सट्टेबाज राहिले आहेत. परंतु फ्युचर अवॉर्ड्सचे उद्दिष्ट हे आहे की या प्रकारच्या प्रारंभिक अवस्थेतील नवोपक्रमाला गती देणे. “हा पुरस्कार बुरशीजन्य विज्ञानाला पद्धतशीर बदलात बदलणाऱ्या सर्वात धाडसी दूरदर्शींना समर्थन देण्यासाठी अस्तित्वात आहे” सुझॅन ग्लोअरसन, संस्थापक सीईओ यांनी सांगितले. “बुरशी हे निसर्गाचे मूळ अभियंते आहेत. आम्ही त्यांना फक्त ते योग्य व्यासपीठ देत आहोत.”

तरीही, बुरशीच्या रूपात विलक्षण, ॲडमॅट्झ्की यांनी असे गृहीत धरण्याविरुद्ध चेतावणी दिली की ते प्रत्येक पारंपारिक तंत्रज्ञानाची जागा घेऊ शकतात – किंवा पाहिजे -. “जेव्हा योग्य संदर्भात वापरला जातो, तेव्हा बुरशी शक्तिशाली सहयोगी असतात,” तो म्हणाला. “हे जीव उद्योग अधिक टिकाऊ बनवू शकतात, नवीन साहित्य तयार करू शकतात आणि पर्यावरणीय दुरुस्तीसाठी मदत करू शकतात, परंतु ते एका व्यापक तांत्रिक आणि सामाजिक बदलाचा भाग असले पाहिजेत.”

स्वयं-कंपोस्टिंग लंगोट या ध्येयाच्या दिशेने एक लहान पाऊल असू शकते. परंतु त्यांचा विकास एका मोठ्या सत्याकडे देखील निर्देश करतो: मानवनिर्मित समस्यांवर उपाय शोधताना, त्यापैकी काही आधीच पायाखाली शांतपणे विणत असतील.