Un champignon ouvre la voie à des matériaux plus solides et plus légers
Lorsque nous évoquons un matériau solide et dur, un champignon n’est pas ce qui nous vient habituellement à l’esprit. Des chercheurs, soutenus en partie par les projets FUNGAR et iNEXT-Discovery financés par l’UE, ont découvert des propriétés surprenantes chez le champignon Fomes fomentarius, qui pourraient permettre à l’avenir de remplacer certains plastiques par des produits naturels et biodégradables. Leur article a été publié dans la revue «Science Advances», Communément appelé amadouvier, F. fomentarius se développe sur le flanc de diverses espèces d’arbres, les infectant via une cassure de l’écorce et provoquant leur pourrissement. Comme son nom l’indique, le champignon a traditionnellement été utilisé comme amadou pour allumer des feux, mais il a également trouvé une application dans la fabrication de vêtements et de médicaments. Désormais, sur la base de ses propriétés récemment mises au jour, il pourrait inspirer le développement de nouveaux matériaux ultralégers à haute performance.
Le secret réside dans les trois couches
La structure des champignons ressemble à une racine, appelée mycélium, qui consiste en une masse de filaments ramifiés et filiformes, appelés hyphes, qui se dispersent dans le sol ou dans les matières en décomposition. L’équipe de recherche a découvert que dans le cas de l’amadouvier, la structure semblable à une racine peut être divisée en trois couches distinctes. «Le mycélium est le principal composant de toutes les couches», rapportent les auteurs dans leur article. «Cependant, dans chaque couche, le mycélium présente une microstructure très distincte avec une orientation préférentielle, un rapport d’aspect, une densité et une longueur de branche uniques.» L’étude des trois couches a livré les informations suivantes: une couche extérieure protectrice dure et rigide, ou croûte, et en dessous, une couche molle et coriace semblable à de la mousse, suivie d’empilements de structures tubulaires creuses appelées tubes H. Comme décrit dans un article publié sur «ScienceAlert», certaines parties de l’amadouvier «étaient aussi solides que du contreplaqué, du pin ou du cuir… tout en étant plus légères que ces matériaux». La croûte, qui ne représente que 4 % du sporophore du champignon (sa structure contenant les spores), s’est révélée être la couche la plus dense et la moins poreuse des trois. Les chercheurs ont également découvert que la couche tubulaire moins dense et plus poreuse, qui constitue environ 69 % du sporophore, peut résister à des forces plus importantes que la couche mousseuse sans subir de dislocations ou de déformations majeures. «Ce qui est extraordinaire, c’est qu’avec des changements minimes de leur morphologie cellulaire et de leur composition polymérique extracellulaire, ils forment divers matériaux présentant des performances physiochimiques distinctes qui surpassent la plupart des matériaux naturels et artificiels qui sont habituellement confrontés à des compromis de propriétés (par ex., augmenter le poids/la densité pour augmenter la résistance/la rigidité/la dureté)», écrivent les auteurs. Appuyés par les projets FUNGAR (Fungal architectures) et iNEXT-Discovery (Infrastructure for transnational access and discovery in structural biology), ces résultats pourraient inspirer le développement de matériaux multifonctionnels améliorés destinés à la médecine et à l’industrie. «Nous pensons que les résultats devraient attirer un large public dans le domaine de la science des matériaux et au-delà», font remarquer les auteurs. Pour plus d’informations, veuillez consulter: site web du projet FUNGAR site web du projet iNEXT-Discovery
Mots‑clés
FUNGAR, iNEXT-Discovery, champignon, amadouvier, Fomes fomentarius, couche, mycélium