"หนังเห็ด" กำลังเริ่มผลิตในระดับอุตสาหกรรมแล้ว !!

งานวิจัยจาก VTT Technical Research Centre of Finland แสดงให้เห็นว่าหนังวีแกนจากไมซีเลียมของเชื้อรา หรือ “หนังเห็ด” กำลังขยับจากวัสดุทดลองในห้องปฏิบัติการไปสู่กระบวนการผลิตที่สามารถขยายขนาดได้

ทำไมต้อง "หนังเห็ด"

หนังสัตว์เป็นวัสดุที่ถูกใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมแฟชั่น รองเท้า กระเป๋า เฟอร์นิเจอร์ และสินค้าอื่น ๆ แต่กระบวนการผลิตมีทั้งประเด็นด้านสิ่งแวดล้อมและจริยธรรม ขณะที่วัสดุทดแทนหนังจากพลาสติก เช่น PVC และโพลียูรีเทน สามารถหลีกเลี่ยงการใช้หนังสัตว์ได้ แต่กลับสร้างปัญหาด้านสิ่งแวดล้อม ที่ทั้งรีไซเคิลได้ยากและไม่สามารถย่อยสลายตามธรรมชาติได้ง่าย

ไมซีเลียมจึงกลายเป็นหนึ่งในวัสดุที่นักวิทยาศาสตร์ให้ความสนใจ เพราะไมซีเลียมคือโครงข่ายเส้นใยของเชื้อราที่สามารถเติบโตและรวมตัวกันเป็นโครงสร้างคล้ายแผ่นได้ นักวิจัยสามารถควบคุมการเติบโตของเส้นใยและนำโครงสร้างที่เกิดขึ้นมาผ่านกระบวนการแปรรูปจนกลายเป็นวัสดุที่มีลักษณะคล้ายหนัง โดยก่อนหน้านี้นักวิจัยสามารถเพาะเลี้ยงไมซีเลียมในถาดและปล่อยให้เส้นใยรวมตัวกันเป็นแผ่นคล้ายฟิล์มหนังได้แล้ว แต่ปัญหา คือกระบวนการดังกล่าวเหมาะกับการผลิตตัวอย่างขนาดเล็กมากกว่าการผลิตในระดับอุตสาหกรรม

VTT Technical Research Centre of Finland เป็นหนึ่งในหน่วยงานที่พยายามแก้ปัญหาดังกล่าว โดยก่อนหน้านี้นักวิจัยได้พัฒนาวิธีผลิตแผ่นไมซีเลียมแบบต่อเนื่องที่สามารถสร้างแผ่นหนังได้ประมาณ 1 เมตรต่อนาที แม้จะเร็วในระดับที่ผลิตเชิงอุตสาหกรรมได้แล้ว แต่ยังมีข้อจำกัดด้านคุณภาพ โดยเฉพาะเรื่องความแข็งแรงและความทนทานของวัสดุ หากต้องการนำไปใช้กับสินค้าในตลาดจริง เช่น รองเท้า กระเป๋า หรือเครื่องแต่งกาย วัสดุจำเป็นต้องทนต่อการใช้งานในระยะยาวได้มากกว่าวัสดุทดลองทั่วไป

แทนที่จะนำชีวมวลจากเชื้อรามาขึ้นรูปเป็นแผ่นหนังโดยตรง นักวิจัยเปลี่ยนกระบวนการใหม่ โดยเริ่มจากการนำชีวมวลของเชื้อรามาผ่านกระบวนการจนกลายเป็นมวลเยื่อที่มีลักษณะข้นและเปียก จากนั้นนำไปเพาะเลี้ยงในของเหลวที่มีสารอาหารเข้มข้น หลังจากเก็บเกี่ยวมวลเยื่อแล้ว นักวิจัยนำไปล้างและผสมกับ ซอร์บิทอล (Sorbitol) และ เซลลูโลส (Cellulose) ซึ่งแต่ละส่วนมีหน้าที่แตกต่างกัน

ซอร์บิทอลช่วยให้วัสดุมีความนุ่มและลดความเปราะ ขณะที่เซลลูโลสช่วยเสริมความแข็งแรง เมื่อผสมส่วนประกอบต่าง ๆ เข้าด้วยกันแล้วจึงนำไปกระจายเป็นชั้นบางและทำให้แห้ง จนได้วัสดุที่มีความยืดหยุ่นและความแข็งแรงสมดุลกันมากขึ้น

อีกปัญหาคือเรื่องการขยายการผลิตจากตัวอย่างขนาดเล็กไปสู่กระบวนการที่สามารถผลิตออกมาเป็นจำนวนมากได้ นักวิจัย VTT จึงนำระบบลูกกลิ้งที่มีแนวคิดใกล้เคียงกับกระบวนการผลิตกระดาษมาใช้ ผลการทดลองสามารถผลิตหนังเห็ดที่มีความกว้างประมาณ 20 เซนติเมตร และยาวถึง 8 เมตร ได้สำเร็จ โดยไม่จำเป็นต้องสร้างเครื่องจักรสำหรับการผลิตขึ้นมาใหม่ทั้งหมด เนื่องจากระบบอาศัยอุปกรณ์และเทคโนโลยีที่มีการใช้งานอยู่แล้วในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีชีวภาพและการพิมพ์ ซึ่งอาจช่วยลดต้นทุนและอุปสรรคในการขยายกำลังการผลิตในอนาคต

การทดสอบในห้องปฏิบัติการพบว่า หนังเห็ดที่พัฒนาขึ้นมีความแข็งแรงและความทนทานในระดับใกล้เคียงกับหนังแบบดั้งเดิม และนักวิจัยสามารถนำวัสดุไปสร้างเป็นกระเป๋าถือได้แล้ว ผลลัพธ์ดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าหนังเห็ดอาจไม่ได้เป็นเพียงวัสดุสำหรับทดลองในห้องแล็บอีกต่อไป แต่เริ่มมีคุณสมบัติที่สามารถนำไปพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์จริงได้

อย่างไรก็ตาม ยังมีข้อจำกัดสำคัญที่ต้องแก้ไขก่อนเข้าสู่การผลิตจำนวนมาก นั่นคือ ความต้านทานต่อการฉีกขาด วัสดุจำเป็นต้องมีความสามารถในการรับแรงฉีกที่สูงขึ้นเพื่อให้เหมาะกับการใช้งานเชิงพาณิชย์ในระยะยาว

ไม่มีพลาสติกและย่อยสลายได้

หนังเห็ดของ VTT ยังแสดงให้เห็นถึงคุณสมบัติด้านการย่อยสลายที่น่าสนใจอีกด้วย โดยเมื่อถูกแช่อยู่ในน้ำ วัสดุสามารถแตกตัวได้ภายในประมาณ 28 วัน และเมื่อเข้าสู่สภาวะการทำปุ๋ยหมักในระบบอุตสาหกรรม สามารถสลายตัวจนหมดภายในประมาณ 6 สัปดาห์ คุณสมบัตินี้อาจช่วยลดปัญหาขยะจากวัสดุทดแทนหนังในช่วงปลายอายุการใช้งานได้ อย่างไรก็ตาม การประเมินความยั่งยืนของวัสดุควรพิจารณาตลอดวงจรชีวิต ตั้งแต่การเพาะเลี้ยงเชื้อรา การใช้พลังงานและน้ำ กระบวนการผลิต ไปจนถึงการกำจัดหลังหมดอายุ ไม่ควรพิจารณาเฉพาะความสามารถในการย่อยสลายเพียงอย่างเดียว