ไม้เรืองแสงจากเชื้อรา แนวทางยั่งยืนและสร้างสรรค์แบบใหม่จากสวิตเซอร์แลนด์
นักวิจัยจากประเทศสวิตเซอร์แลนด์ พัฒนาไม้เรืองแสงจากเชื้อรา อาจปูทางไปสู่การใช้งานอย่างหลากหลายในอนาคต
นักวิจัยจาก เอมปา (EMPA หรือ The Swiss Federal Laboratories for Material Science and Technology) ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ ได้พัฒนานวัตกรรมไม้เรืองแสง โดยใช้ประโยชน์จากเชื้อรา ปูทางสู่งานไม้ที่สามารถสร้างสรรค์ได้มากขึ้น เช่น โต๊ะเรืองแสงในที่มืด หรือรั้วไม้เรืองแสง รวมถึงสนับสนุนความยั่งยืนในอนาคต
ในประเทศสวิตเซอร์แลนด์ มีการปลูกต้นไม้ผลัดใบมากขึ้น เพื่อเป็นหนึ่งในแนวทางต่อต้านการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ แต่อย่างไรก็ตาม เมื่อมีการใช้ไม้ ส่วนใหญ่ก็จะเป็นการใช้ไม้ไปเป็นฟืนโดยตรง ซึ่งถือว่านำทรัพยากรมาใช้ยังไม่เต็มประสิทธิภาพเท่าไหร่นัก ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงมองหาแนวคิดใหม่ ๆ เพื่อให้สามารถใช้ไม้ได้อย่างยั่งยืน
โดยวิธีการที่นักวิจัยพัฒนาขึ้นคือการปรับปรุงวัสดุจากธรรมชาติ ให้มีคุณสมบัติใหม่ ๆ เช่น เปลี่ยนไม้ให้มีคุณสมบัติแม่เหล็ก กันน้ำได้ หรือสามารถผลิตไฟฟ้า แต่ทีมวิจัยที่นำโดย ฟรานซิส ชวาร์เซ (Francis Schwarze) นักวิจัยด้านเชื้อราจากห้องปฏิบัติการเซลลูโลสและวัสดุไม้ (Cellulose & Wood Materials) ของ EMPA ได้เสนออีกแนวทางหนึ่งที่น่าสนใจ คือการทำให้ไม้สามารถ "เรืองแสง" ได้
การพัฒนานวัตกรรมไม้เรืองแสงจากเชื้อรา
โดยนักวิจัยได้ใช้ความรู้ที่ว่า เห็ดและไม้ สามารถสร้างโครงสร้างที่ทำให้ไม้เรืองแสงได้ตามธรรมชาติ ทั้งนี้เชื้อราบางสปีชีส์ สามารถผลิตสารธรรมชาติที่เรียกว่า ลูซิเฟอริน (Luciferin) ซึ่งจะมีผลในปฏิกริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับการใช้เอนไซม์ของพืช ส่งผลให้ไม้ที่ถูกเส้นใยเชื้อราแทรกซึมเข้าไปนี้ สามารถเรืองแสงสีเขียวออกมาได้
ในการศึกษานี้ นักวิจัยได้ศึกษาเชื้อราเรืองแสงในห้องปฏิบัติการเพื่อถอดรหัสพันธุกรรม จากนั้นได้เลือกเชื้อราที่มีชื่อ Ringless Honey Fungus (Desarmillaria tabescens) ซึ่งถือว่ามีคุณสมบัติที่ดีในการทำให้ไม้เรืองแสง เชื้อราดังกล่าวถูกนำไปใช้ทดลองกับไม้หลายประเภท เริ่มต้นด้วย ไม้บัลซา (Ochroma pyramidale) ซึ่งเป็นไม้ที่มีความหนาแน่นต่ำมาก
ผลลัพธ์นวัตกรรมไม้เรืองแสง
นักวิจัยพบว่าการผสมผสานกันของเชื้อราและไม้ จะพัฒนาความสว่างสูงสุดเมื่อเชื้อราและไม้ฟักตัวมาแล้ว 3 เดือน โดยช่วงเวลาดังกล่าวนี้ไม้บัลซาจะสามารถดูดซับความชื้นได้มากกว่าน้ำหนักของตัวมันเองประมาณ 8 เท่า และเนื่องจากเชื้อรา Desarmillaria ชอบความชื้นเป็นพิเศษ ช่วงเวลาดังกล่าวนี้จึงทำให้มันส่องสว่างได้สูงสุด โดยแสงสีเขียวที่ไม้และเชื้อราเปล่งออกมานี้ มีความยาวคลื่น 560 นาโนเมตร และสามารถเรืองแสงสูงสุดออกมาได้อย่างยาวนานประมาณ 10 วัน
อย่างไรก็ตาม การเริ่มเรืองแสงจะเกิดขึ้นเมื่อสัมผัสกับออกซิเจนเท่านั้น เอนไซม์ลูซิเฟอร์เรสจึงจะเริ่มทำปฏิกิริยาและเรืองแสงสีเขียวออกมา และถึงแม้ว่าการผสมผสานกันของไม้และเชื้อรา อาจทำให้โครงสร้างของไม้เปลี่ยนไป แต่นักวิจัยได้ศึกษาเพิ่มเติมและพบว่า แม้เชื้อราจะย่อยสลายลิกนิน ที่ทำหน้าที่เรื่องความความแข็งแรงของไม้ แต่ความเสถียรของไม้โดยรวมไม่ลดลง อีกทั้งปริมาณเซลลูโลสซึ่งช่วยทำให้ไม้แข็งแรงก็ยังคงไม่มีการเปลี่ยนแปลง
อย่างไรก็ตาม นวัตกรรมนี้ยังจำเป็นต้องมีการศึกษาและทดลองเพิ่มเติมอีกมากในอนาคต แต่การที่นักวิจัยสามารถประสบความสำเร็จในการควบคุมกระบวนการนี้ในห้องปฏิบัติการ ก็ถือว่าเป็นความก้าวหน้าอย่างมาก และในอนาคตมันอาจถูกนำไปประยุกต์ใช้ได้อย่างหลากหลาย เช่น เฟอร์นิเจอร์ เครื่องประดับ หรืออย่างอื่นที่อาจตอบโจทย์ในเรื่องความยั่งยืนได้
งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Advanced Science ฉบับวันที่ 11 กันยายน 2024
ที่มารูปภาพ EMPA
ข่าวแนะนำ
