Грибная электростанция: какую энергию таят в себе грибы
Грибы едят, ими лечатся, но можно ли с их помощью получать энергию? Рассказываем, для чего ученые изучают электрические свойства грибницы, сушат грибы и даже запекают их в специальных печах.
Электрические разговоры
Если для грибника самое главное в грибе — ножка и шляпка, то для ученых куда интереснее скрытый под землей мицелий. Это корнеподобная система, которая отвечает за обмен веществ внутри грибницы. Именно здесь, в переплетении тончайших гифов, скрываются энергетические суперспособности грибов.
Речь идет о колебаниях электрического потенциала, которые возникают в мицелии и распространяются по всей грибнице. Долгое время их считали побочным эффектом обмена веществ — своего рода «шумом» нормальной физиологии гриба. Однако исследования показали, что эта электрическая активность меняется в ответ на внешние воздействия: колебания температуры, уровня влажности или механические повреждения.
В 2022 году японские микологи предположили, что электрические импульсы в грибнице могут быть не просто реакцией на внешние условия, а способом передачи информации. Чтобы это проверить, они регистрировали электрическую активность мицелия с помощью датчиков — как в лаборатории, так и в естественной среде, в лесу.
Наблюдения показали, что после дождя электрическая активность грибницы заметно усиливается. Сигналы распространяются по сети гифов, повторяются и складываются в устойчивые последовательности, различающиеся по ритму и длительности. Эти повторяющиеся структуры исследователи сравнили с фразами. Подобные «электрические разговоры» зафиксировали у разных представителей царства грибов — вешенок, эноков, грибов-призраков и щелелистника обыкновенного.
Батарейки в шляпках
Если грибы способны передавать электрические сигналы, можно ли использовать их суперспособности для получения электричества? Последние эксперименты показали, что можно!
Первым подтверждением стал «бионический гриб», созданный американскими исследователями в 2018 году. Ученые нанесли на поверхность шампиньона токопроводящую сетку из графеновых чернил и фотосинтезирующие микроорганизмы — цианобактерии. Под действием света в системе возникал слабый электрический ток (порядка 65 наноампер), который перетекал на проводник с графеном. Этой энергии хватало лишь для самых простых устройств, но эксперимент показал, что даже обычный шампиньон можно использовать как основу для биогибридных энергетических систем.
Другой пример — грибная батарейка, созданная швейцарскими учеными в 2024 году. Это микробный топливный элемент, использующий обмен веществ грибов для получения электрической энергии. Ранее такие устройства работали в основном на бактериях, но здесь впервые объединили два вида грибов.
У каждого из них своя роль: дрожжевой гриб на одной стороне ячейки высвобождает электроны, а белая гниль на другой стороне помогает их захватывать и направлять во внешнюю цепь. Ячейку печатают на 3D-принтере из биоразлагаемых материалов; ее можно хранить в сухом виде и запускать, добавив воду и питательные вещества. Полученной энергии хватает, чтобы несколько дней питать простые датчики — например, сенсоры температуры или освещенности.
Открытие из печи
Еще одно удивительное свойство грибов открыли ученые из Австрии. Они решили буквально запечь их прямо на рабочем месте. Конечно, не в духовке, а в специальной лабораторной печи — без доступа кислорода и при высокой температуре. Такой процесс называется карбонизацией.
После такой «прожарки» грибная биомасса превращается в углеродный материал, при этом ее природная структура не разрушается. Внутри сохраняется разветвленная сеть пор и каналов — по сути, готовый каркас, сформированный самой природой. Чем больше таких пор, тем больше рабочая поверхность материала, а значит, тем эффективнее он может накапливать электрический заряд.
Эти свойства превращают карбонизированные грибы в отличный материал для создания суперконденсаторов — устройств, способных быстро заряжаться и отдавать большие объемы энергии. Исследователи отмечают, что такие материалы демонстрируют высокую эффективность в лабораторных испытаниях и могут стать основой для экологичных накопителей энергии.
Пока что искать причудливые устройства на основе грибных технологий на маркетплейсах рано: для создания экономически выгодных и удобных прототипов исследователям предстоит провести не одну сотню смелых экспериментов. По сравнению с растениями грибы более сложные, прихотливые и все еще малоизученные организмы. Каждый вид требует индивидуального подхода, чтобы получить точные и воспроизводимые научные результаты.
