(57)【要約】  引裂き強度、引張強度、分離抵抗性などの設計された、および／または改良された機械的特性がある柔軟な真菌複合体。真菌複合体は、真菌マトリックス内に第２の材料を埋め込むことにより生成される。真菌複合体の引裂き強度は、真菌マトリックスの引裂き強度よりも大きい。真菌複合体の引張強度は、埋め込み材料の引張強度に少なくとも等しい。そして、真菌マトリックスと埋め込み材料との間の層間剥離抵抗性は、真菌マトリックスと埋め込み材料とを互いに分離するのに必要な力が真菌マトリックスまたは埋め込み材料をそれら自体から分離するのに必要な力以上である。【選択図】なし
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）１組の真菌マトリックスの機械的特性を有する真菌マトリックスと；
ｂ）前記真菌マトリックス内の埋め込み材料とを含む複合体であって、組合せが真菌複合体を構成し、埋め込み材料が１組の埋め込み材料の機械的特性を有し；
ｃ）それにより、真菌複合体が、前記真菌マトリックスの機械的特性または前記埋め込み材料の機械的特性いずれか単独よりも大きい１組の真菌複合体の機械的特性を示し、前記機械的特性が引裂き強度、引張強度、曲げ強度、分離抵抗性および層間剥離抵抗性を含み；そして
ｄ）前記複合体の伸びが、菌糸体マトリックス単独の伸びと埋め込み材料単独の伸びとの間に数値的または定量的に入る、複合体。
【請求項２】
前記埋め込み材料が、綿、絹、羊毛、加工線維、ナイロン、ポリエステル、ポリアミド、ビスコース、またはセルロースのうちの１つである、請求項１に記載の複合体。
【請求項３】
前記複合体が、重要な、または特定の領域で等方性、異方性特性、直交異方性、またはそれらの組合せを示す、請求項１に記載の複合体。
【請求項４】
前記複合体が、全体として考える場合に前記複合体の事前に選択された領域で特に設計された特性を示すように、埋め込み材料の設計された構造またはレイアウトを含む、請求項１に記載の複合体。
【請求項５】
前記複合体が、全体として考える場合に複合体全体の至る所同等、等しい、および対称の特性を含む、請求項１に記載の複合体。
【請求項６】
前記複合体が複数の領域を含み、各領域が各領域に埋め込み材料の目立った構造を有するため目立った特性を有する、請求項１に記載の複合体。
【請求項７】
前記埋め込み材料が液相または液体状態で統合される、請求項１に記載の複合体。
【請求項８】
前記埋め込み材料が液相で添加され、化学反応して埋め込み材料の粘性相、半粘性相または固相を生成するか、または化学反応して元の埋め込み材料由来の複合体を生成する、請求項１に記載の複合体。
【請求項９】
前記真菌マトリックスが菌糸体マトリックスである、請求項１に記載の複合体。
【請求項１０】
ａ）真菌マトリックスと；
ｂ）綿、絹、ポリエステル、羊毛、加工線維、ビスコース、またはセルロースからなる群から選択される埋め込み材料とを含む複合体であって、前記埋め込み材料が、真菌マトリックス内に埋め込まれ、組合せが真菌複合体を構成し、
前記真菌複合体の引裂き強度が前記真菌マトリックスの引裂き強度よりも大きく、
前記真菌複合体の引張強度が前記埋め込み材料の引張強度よりも大きく、そして
前記真菌マトリックスと前記埋め込み材料との間の層間剥離抵抗性が、真菌マトリックスと埋め込み材料とを互いに分離するのに必要な力が真菌マトリックスまたは埋め込み材料をそれら自体から分離するのに必要な力以上である、複合体。
【請求項１１】
前記真菌複合体の引裂き強度が前記真菌マトリックスの引裂き強度以上である、請求項１０に記載の複合体。
【請求項１２】
前記真菌複合材の引張強度が前記埋め込み材料の引張強度以上である、請求項１０に記載の複合体。
【請求項１３】
前記真菌マトリックスと前記埋め込み材料との間の層間剥離抵抗性が、前記真菌マトリックスと前記埋め込み材料とを互いに分離するのに必要な力が前記真菌マトリックスまたは前記埋め込み材料をそれら自体から分離するのに必要な力よりも大きい、請求項１０に記載の複合体。
【請求項１４】
前記真菌マトリックスが菌糸体マトリックスである、請求項１０に記載の複合体。
【請求項１５】
前記機械的特性が、引裂き強度、引張強度、曲げ強度、伸び、分離抵抗性または層間剥離抵抗性からなる群から選択される、請求項１０に記載の複合体。
【請求項１６】
前記真菌複合体が、鎖の絡み合い、真菌菌糸の埋め込み材料への浸透、栄養基質内の菌糸の代謝プロセスに関連する成長現象による、埋め込み材料の表面への真菌菌糸の表面接着、菌糸ネットワークによる埋め込み材料のコロニー形成、および／または菌糸ネットワークの埋め込み材料への統合と凝集を含むがこれに限定されない方法により、前記真菌マトリックスと前記埋め込み材料との物理的および化学的結合により強度の改善を実現する、請求項１０に記載の複合体。
【請求項１７】
ａ）真菌マトリックスと；
ｂ）前記真菌マトリックス内の埋め込み材料とを含む複合体であって、組合せが真菌複合体を構成し、
前記真菌複合体の引裂き強度が前記真菌マトリックスの引裂き強度以上であり、
前記真菌複合体の引張強度が前記埋め込み材料の引張強度以上であり、そして
前記真菌マトリックスと前記埋め込み材料との間の層間剥離抵抗性が、前記真菌マトリックスと前記埋め込み材料とを互いに分離するのに必要な力が前記真菌マトリックスまたは前記埋め込み材料をそれら自体から分離するのに必要な力よりも大きい、複合体。
【請求項１８】
前記埋め込み材料が、綿、絹、羊毛、加工線維、ナイロン、ポリエステル、ポリアミド、ビスコースまたはセルロースのうちの１つである、請求項１７に記載の複合体。
【請求項１９】
前記複合体の伸びが、前記菌糸体マトリックス単独の伸びと前記埋め込み材料単独の伸びとの間に数値的または定量的に入る、請求項１７に記載の複合体。
【請求項２０】
前記複合体が複数の領域を含み、各領域が各領域に埋め込み材料の目立った構造を有するため目立った特性を有する、請求項１７に記載の複合体。
【請求項２１】
前記真菌複合体の引裂き強度および引張強度が、前記真菌マトリックスの引裂き強度よりも大きい、請求項１７に記載の複合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
この出願は、２０１８年６月２６日に提出された米国仮特許出願６２／６９０１０１の優先権を主張する。その仮出願の開示は、完全に記載されているかのように本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本実施形態は、一般に真菌複合体に関し、より具体的には、設計された程度の対称性、等方性対異方性および目立った特徴を有する局所領域がある強化された特性を示す真菌複合体に関する。
【背景技術】
【０００３】
バイオ複合材料は、建設、自動車産業、生物医学工学、および他の種々の工学用途で広く利用されている。バイオ複合材料の主成分は、バイオポリマーとバイオベース強化剤である。バイオ複合材料は、燃料効率の改善、環境への優しさ、再生可能性、生分解性、および低コストのため、石油ベースの製品に対して特定の利点を有する。
【０００４】
バイオ複合材料の新生ファミリーは菌糸体により可能になる。菌糸体は、真菌または真菌コロニーの栄養成分であり、種々のバイオ複合材料内のバイオベース、再生可能、および生分解性のマトリックスとして一般に利用される。菌糸体ベースのバイオ複合材料は、農業廃棄物の接種により容易に実現できる。このような方法は、一般的な人間の消費、料理の使用、および他の産業目的のために真菌の子実体（キノコ）を成長させるために一般に使用される。ほとんどの商業的なケースでは、真菌菌糸体を使用する農業廃棄物の接種とコロニー形成から生ずるバイオ複合材料は、注文材料として設計されていない副産物にすぎない。
【０００５】
コロニー形成のプロセスは真菌コロニーが成長する現象であり、それにより、菌糸体ネットワークがその栄養培地のすべての粒子すなわち農業廃棄物に浸透する。菌糸体がその食物を包むと、その代謝プロセスを促進し、それによりその上およびその至る所で生存する食物源を分解するために、それとの新たな関係を形成する。菌糸体が吸収できる食物エネルギーの量は、どの程度の培地と接触し密着しているかに直接比例する。
【０００６】
接着性は、その最も基本的な形態学的構成要素である菌糸の伸長により、接触する他のいかなる材料に接着することを可能にする菌糸体の重要な特性である。菌糸は、菌糸体ネットワークの個別の単位（腕、枝など）である。各菌糸は、食物の代謝または外来生物または化学物質に対する防御をもたらす酵素を滲出できる。マクロな観点からは、菌糸ネットワークである菌糸体は、ふわふわした柔らかいスポンジ状の物質の塊に見える。顕微鏡的には、単一の真菌コロニーの大部分を含む栄養菌糸体は、分岐した糸状菌菌糸のネットワークをさらに含む。この菌糸ネットワークは、任意の所定の線維からの自己伸長および接種されるすべての基質または培地全体に渡って分岐および分裂および再接続により成長し、増殖する。
【０００７】
図１Ａは、先行技術の既存の菌糸体の巨視的図を示す。図１Ｂは、図１Ａに示す菌糸体の小領域の先行技術の顕微鏡図を示し、白い水平線は１００μｍの長さを示す。菌糸ネットワークは明確に区別できる。小さな線維は、各々個々の菌糸を構成する。図１Ａおよび１Ｂは、真菌複合体の１成分を構成できる菌糸体の接着性相互連結特性および形態学的性質を示す。
【０００８】
自然界では、真菌コロニーは、ある量の土壌内、枯れ木内、または固体培地と周囲環境の界面の自由空間にまで、その菌糸体の成長により拡大する。個々の菌糸は、直径が十分に小さいため、肉眼にはまだ見えないまま、小さな間隙空間全体に渡って広がる可能性がある。２つの別個の菌糸体が接触している場合に、菌糸体は、それらの間で広がり、ともに効果的に接着する。真菌菌糸体は、完全に自己分解する能力があり、隣接する菌糸体の間に強力な接着性をもたらすことができる。菌糸体のこの自己接着性または凝集性により、真菌組織は異なる硬い構造を形成するために適応可能なバイオ複合材料を生産できる。
【０００９】
真菌ベースのバイオ複合材料を製造するためにいくつかの方法が開発されてきた。このような方法の１つは、菌糸およびその集合形態、菌糸体で部分的または全体的に構成される材料および複合材料の生産のために特に糸状菌を培養するためのメカニズムを記載する。複合材料は、事前に選択された真菌を個別の粒子の基質と栄養材料に接種することにより作られる。それでも、この方法は、複雑な方法論とハードウェアを提供する。このようなプロセスの最新技術は、ほぼゼロの柔軟性ならびに特別の強度および伸びを示す剛体も生成する。
【００１０】
別の方法は、菌糸体と線維、菌糸体と粒子、および菌糸体、粒子と線維の組合せの少なくとも１つを含む生きた水和菌糸体複合体を記載する。菌糸体の生きた複合体は、脱水され、次いでレンガ、ブロック、ペレットなど、種々の形状に急速に再形成される。しかし、生成された菌糸体複合体は、低い柔軟性と高い脆性を示す。
【００１１】
さらに別の方法は、主に真菌組織で構成される真菌ポリマーマトリックスを成長させるためのステップを記載する。結果として得られる材料は、現在合成プラスチックおよび発泡体が使用されている用途ならびに動物の革が展開されているいくつかの場合に使用され得る、柔軟で柔らかい高密度アモルファスポリマーである。真菌ポリマーマトリックスを生成するこの方法は高価であり、材料を生産するための手段は環境に大きな影響を与える。この技術に基づいて得られたバイオ複合材料は、布地および動物の革と競合するために引張強度および引裂き強度を必要とする材料としてほとんどまたはまったく有用性がない。さらに、最新技術では、大規模生産と両立しない長い製造期間と後処理が必要である。
【００１２】
関連技術の記載例の各々では、バイオ複合材料は、真菌生物（菌糸体）、他の真菌組織、および／または真菌生物の食物供給の間でのみ形成される。生物とその食物との相互作用は、一般に発酵（生物を用いて物質をある形態から別の形態に変換すること）と呼ばれる場合がある。前記場合の各々では、農業廃棄物は、菌糸体が成長し、それ自体をより多く生成するプロセスにより、生の形から菌糸体に変換される。
【００１３】
したがって、菌糸体マトリックスと、その主要栄養培地以外の第２の材料とを統合する菌糸体ベースのバイオ複合材料が必要である。同様に、高い自己接着性および強化された設計可能機械的特性を有する真菌複合体を生成するために効率的で信頼できる方法が必要である。このような必要な方法は、単純な技術とハードウェアを利用して改良された真菌複合体を生産するであろう。さらに、このような生成された真菌複合体は、高い柔軟性と高い引張強度を示すであろう。さらに、改良された真菌複合体を生成するためのこのような方法は、費用対効果が高く、環境への影響が少ないだろう。本実施形態は、これらおよび他の目的を達成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／０１０１５０９号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１６／０３０２３６５号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１７／０２１８３２７号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１１／０２６６５８８号明細書
【特許文献５】米国特許第５０７４９５９号明細書
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】Haneef et al.;"Advanced materials from fungal mycelium: fabrication and turning of physical properties", Scientific Reports; 7:41292, DOI: 10.1038/srep41292; published 24 January 2017
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
先行技術に見られる制限を最小にし、明細書を読むと明らかになる他の制限を最小にするために、本発明の好ましい実施形態は、強度の改善、柔軟性、屈曲寿命、伸長、接着性、凝集性、分離、染色堅牢度、摩耗および柔軟性に対する抵抗性のための真菌複合体を提供する。さらに、真菌複合体は、完全に等方性、等方性も異方性も事前に選択された程度、完全に直交異方性、またはそれらの組合せを示すように設計することができる。最後に、真菌複合体は、複合体全体の全体的な特性に対して目立った特性を示す局所領域を含む場合がある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
好ましい実施形態では、真菌複合体は、真菌マトリックスと、真菌複合体を生成するために真菌マトリックス内に埋め込まれるように適応可能な埋め込み材料とを含む。真菌複合体の引裂き強度は、真菌マトリックスの引裂き強度よりも大きい。真菌複合体の引張強度は、埋め込み材料の引張強度に少なくとも等しいか、いずれかの材料単独よりも大きい。真菌マトリックスと埋め込み材料とを互いに分離するのに必要な力が、真菌マトリックスおよび埋め込み材料をそれら自体から分離するのに必要な力以上になるように、真菌マトリックスと埋め込み材料との間に層間剥離抵抗性を実現できる。
【００１８】
好ましくは、真菌マトリックスは菌糸体マトリックスである。真菌複合体は、埋め込み材料内の真菌マトリックスの空間充填、および種々の方法による真菌マトリックスと埋め込み材料との物理的および化学的結合により、強度の改善を実現する。埋め込み材料には、限定されないが、綿、絹、羊毛、ポリエステル、ポリアミドまたは、プラスチックなどの合成物質、レーヨンまたはビスコースなどの半合成物質、およびセルロースなどの天然物質または有機物質を含む他の物質が含まれる。埋め込み材料は、単独で、または前記リストの任意の組合せであり得る。それは、限定されないが、ニットまたは織物、フェルト、連続気泡フォーム、単独または任意の組合せを含む任意の構造であり得、それ自体、真菌マトリックスとの埋め込みおよび統合の時点で固相または液相であり得る。埋め込み材料に追加の材料および構造も真菌マトリックス内に埋め込まれてもよい。
【００１９】
本発明の第１の目的は、２つの組み合わせた材料のいずれか単独よりも設計され制御された商業的価値の高い改良された機械的特性を有する真菌複合体を提供することである。
【００２０】
本発明の第２の目的は、改良された引裂き強度、引張強度、層間剥離抵抗性、柔軟性、屈曲寿命、染色堅牢度、摩耗抵抗性、および柔軟性を有する真菌複合体を提供することである。
【００２１】
本発明の第３の目的は、高い自己接着性、密着性、凝集性、分離抵抗性、および層間剥離抵抗性を有する真菌複合体を提供することである。
【００２２】
本発明の第４の目的は、組み合わせた材料のいずれか単独よりも大きい程度まで伸長する能力がある真菌複合体を提供することである。
【００２３】
本発明の別の目的は、費用対効果が高い方法およびハードウェアを利用して真菌複合体を提供することである。
【００２４】
本発明の別の目的は、環境への影響が少ない真菌複合体を提供することである。
【００２５】
本発明の別の目的は、高いステッチ引裂き強度を有する真菌複合体を提供することである。
【００２６】
本発明の別の目的は、動物を含まない、石油およびプラスチックを含まない、野菜ベース、または菜食主義者、野菜、有機などに見合った他の構成として構築される能力を有する真菌複合体を提供することである。
【００２７】
本発明の別の目的は、他の機械的に同等の材料よりも速く生分解できる真菌複合体を提供することである。
【００２８】
本発明のこれらおよび他の利点および特徴は、当業者が本発明を理解できるようにするために、特異性をもって記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
本発明のこれらの種々の要素および実施形態の明確性を高め、理解を改善するために、図中の要素は必ずしも正寸ではない。さらに、本発明の種々の実施形態の明確な図を提供するために、当業者に周知であり、よく理解されている要素は示していない。したがって、明確さと簡潔さのために、図面は形式が一般化されている。
【００３０】
【図１Ａ】既存のタイプの菌糸体の巨視的図の写真を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示す菌糸体の領域の顕微鏡図の写真を示し、既存の菌糸ネットワークを示す図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態によるポリエステルフェルトおよび真菌革／ポリエステルフェルト複合材料の引張試験サンプルを示す図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態による図２に示すポリエステルフェルトおよび真菌材料／ポリエステルフェルト複合材料の引張試験の結果のチャートである。
【図４】本発明の好ましい実施形態による菌糸体および潜在的な埋め込み布地の強度および柔軟性の定量的比較を表す棒グラフを示す図である。
【図５】本発明の好ましい実施形態による菌糸体マトリックスの空間充填特性を示す、本発明の別の実施形態の写真を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明のいくつかの実施形態および用途に対処する以下の記載では、本明細書の一部を形成する添付の図面を参照し、本発明を実施できる特定の実施形態を例示として示す。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用することができ、変更することができることを理解されたい。
【００３２】
各々が互いと独立して、または他の特徴と組み合わせて使用できる種々の発明の特徴を以下に記載する。しかし、本発明のどんな単一の特徴でも、上記問題のいずれにも対処しないか、または上記問題の１つのみに対処する場合がある。さらに、１以上の上記問題は、下記の特徴のいずれによっても完全には対処されない場合がある。
【００３３】
本明細書で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈がそうでないと明確に指示しない限り、複数の指示対象を含む。本明細書で使用される場合、「および」は、そうでないと明記しない限り、「または」と互換的に使用される。本明細書で使用される場合、「約」という用語は、列挙されたパラメーターの＋／−５％を意味する。本発明の任意の態様のすべての実施形態は、文脈がそうでないと明確に指示しない限り、組み合わせて使用することができる。
【００３４】
文脈がそうでないと明確に要求しない限り、説明および特許請求の範囲を通して、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などの言葉は、排他的または網羅的な意味とは対照的に包括的な意味で解釈される。すなわち、「含むが、これに限定されない」という意味である。単数または複数を用いる単語には、それぞれ複数と単数も含まれる。さらに、「本明細書」、「ｗｈｅｒｅｉｎ」、「ｗｈｅｒｅａｓ」、「ａｂｏｖｅ」、および「ｂｅｌｏｗ」、および類似のインポートの言葉は、この出願で使用される場合、出願の任意の特定の部分ではなく、この出願全体を指す。
【００３５】
本開示の実施形態の説明は、網羅的であること、または本開示を開示された正確な形態に限定することを意図していない。本開示のための特定の実施形態および実施例は、例示目的で本明細書に記載されているが、当業者が認識するように、本開示の範囲内で種々の同等の修正が可能である。
【００３６】
本実施形態は、特定製品の商業的使用に関連する設計された機械的特性を有する真菌ベース複合体である。表１は、真菌ベース複合体の一実施形態のオーダーメード設計を通して実現される実証可能な性能特性の要約である。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
強化された機械的特性は、好ましくは表１の上記各特性列の範囲の下限と上限の間である。各範囲について、下限は、場合によっては上限のない最小値とみなすことができ、さらに、上限は下限のない最大値とみなすことができる。
【００３９】
真菌複合体は、真菌マトリックスと、真菌複合体を生成するために真菌マトリックス内に埋め込むのに適応可能な埋め込み材料とを含む。真菌複合体の引裂き強度は、真菌マトリックスの引裂き強度よりも大きい。真菌複合体の引張強度は、埋め込み材料の引張強度に少なくとも等しい。真菌マトリックスと埋め込み材料と間の鎖の絡み合いまたは任意の適切なメカニズムによる層間剥離または任意の他の分離形態に対する抵抗性は、真菌マトリックスと埋め込み材料とを互いに分離するのに必要な力が、真菌マトリックスまたは埋め込み材料をそれら自体から分離するために必要な力よりも大きいか、または等しい。層間剥離抵抗性は、ＡＳＴＭ  Ｄ２７２４：接着、融着、および積層アパレルファブリック用標準試験法などの標準試験法を用いて測定できる。
【００４０】
好ましい実施形態では、真菌マトリックスは菌糸体マトリックスである。埋め込み材料には、綿、絹、ポリエステル、ポリアミド、羊毛、レーヨン、ナイロン、ダイニーマ、ビスコース、セルロースが単独または任意の組合せで含まれるが、これに限定されない。それは、ニット、織物、フェルト、または連続気泡フォームを単独または任意の組合せで含むが、これに限定されない任意の構造であり得る。埋め込み材料に追加の材料および構造も真菌マトリックス内に埋め込まれてもよい。
【００４１】
本発明の１つの好ましい実施形態では、真菌マトリックスは、図２に示すように、ポリエステルフェルトと組み合わされるか、または埋め込まれる。ここでは、文字「ａ」で示すポリエステルフェルトと文字「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」、「ｅ」および「ｆ」で示す真菌革／ポリエステルフェルト複合材料の引張試験サンプルを示す。そして「ｇ」は真菌マトリックスを示す。この場合、得られた材料の最大引張強度は、構成材料の引張強度の合計よりも大きい。この引張試験の結果を図３に示す。
【００４２】
【表２】
2021528039.tif 000004
【００４３】
表２を参照すると、ポリエステルフェルトと純真菌材料の最大引張強度が詳細される。この表２は、菌糸体とポリエステルフェルトが埋め込まれた材料の個々の強度の重ね合わせを示すにすぎない。図３の複合材料は、表２で重ね合わせた構成材料の最大引張強度の合計の１．３倍から２．０倍の引張強度を示す。
【００４４】
図３は、図２に示すポリエステルフェルトおよび真菌材料／ポリエステルフェルト複合材料の引張試験の結果のチャートを示す。複合材料は、熱と圧力を加えてサンプルを恒久的に圧縮するプロセスを参照して、プレスされない、プレスまたはダブルプレスされる。プレスされない複合材料サンプルでさえ、その構成部品の引張強度の合計よりも大きな引張強度を示す。
【００４５】
真菌複合体は、ポリエステルフェルトのマトリックス内の真菌マトリックスの空間充填および鎖の絡み合いを含むがこれに限定されない種々の方法、真菌菌糸のポリエステル線維への浸透、真菌菌糸のポリエステル線維の表面への表面接着、および他の適切なメカニズムによる真菌マトリックスと埋め込み材料との物理的および化学的結合により強度の改善を実現する。真菌マトリックスと埋め込み材料との相互補強効果により、２つの材料のいずれかがそれ自体で張力下引っ張られている場合に発生する可能性があるように、線維が平行に整列し、互いをすり抜けるのを防ぐ。これを図２に示す。そこでは、非強化ポリエステルフェルトサンプル「ａ」は、線維間の分離により失敗する前にその線維が平行に整列するため、張力下で大きく伸びた。
【００４６】
図４は、菌糸体、潜在的な埋め込み布地、ならびに菌糸体および潜在的な埋め込み布地を含むバイオ複合材料の厚さ、強度および柔軟性（伸び）の定量的比較を表す棒グラフを示す。この場合、強度はＭＰａで測定され、柔軟性は伸び率で測定される。図４は、菌糸体に埋め込み材料を加えたバイオ複合材料の強度が、別々の材料単独よりも強いことをグラフで示す。同様に、バイオ複合材料について測定された伸びは、それ自体で数値的に別々の材料の間に入り、２つの機械的結合を示す。
【００４７】
図５は、真菌ベースのバイオ複合材料を示す本発明の別の実施形態の高倍率画像であり、黒い線は５００μｍの長さを示す。図５を参照すると、埋め込み材料中の菌糸体マトリックスの空間充填特性が示される。この実施形態では、菌糸体マトリックスを含む菌糸ネットワークの絡み合い、ならびに埋め込み材料層全体に渡って間隙空間内に浸透し空間充填する菌糸体が示される。ここでは、織物材料１０が菌糸体マトリックス内に埋め込み材料として利用される。図５によれば、菌糸体は、第１層２０、第２層３０および第３層４０の３層で成長する。すなわち、菌糸体は、第１層２０の織布１０を上方へ通って成長し、第２層３０の織布全域内で成長し、第３層４０の織布１０の下で成長する。
【００４８】
代替実施形態では、埋め込み材料は、いくつかの種々の材料のうちの１以上を含んでもよい。埋め込み材料は、ビーガン、有機、生分解性、非生分解性、または動物を含まない複合材料を設計するために、野菜ベース、タンパク質ベース、動物由来、プラスチック由来、有機栽培などであってもよい。特定の他の実施形態では、埋め込み材料は、１以上の綿、絹、羊毛、レーヨン、ポリエステル、ポリアミド、ビスコース、またはセルロースである。特定の他の実施形態では、埋め込み材料は、液相または液体状態で統合されるか、または埋め込み材料は、液相で添加され、化学反応して同じ材料の粘性相、半粘性相または固相を生成するか、または化学反応して元の埋め込み材料由来の複合体を生成する。
【００４９】
実際には、複合体は、重要な、または特定の領域で等方性、異方性、直交異方性、またはそれらの組合せを示す。複合体は、単一の全体として考える場合に複合体の事前に選択された領域で特に設計された特性を示すように、埋め込み材料の設計された構造またはレイアウトを含んでもよい。複合体は、単一の全体として考える場合に複合体全体の至る所同等、等しい、および対称の特性を示す。複合体は、好ましくは複数の領域を含み、各領域は、各領域に埋め込み材料の目立った構造を有するため目立った特性を有する。
【００５０】
本発明の好ましい実施形態の前記説明は、例示と説明の目的のために提示されている。網羅的であること、または開示された正確な形態に本発明を限定することは意図されていない。上記教示に照らして、多くの修正および変更が可能である。本発明の範囲は、この詳細な説明によって限定されるのではなく、特許請求の範囲および、ここに添付の特許請求の範囲の均等物によって限定されることが意図されている。
【図１Ａ】
2021528039.tif 000005
【図１Ｂ】
2021528039.tif 000006
【図２ａ】
2021528039.tif 000007
【図２ｂ】
2021528039.tif 000008
【図２ｃ】
2021528039.tif 000009
【図２ｄ】
2021528039.tif 000010
【図２ｅ】
2021528039.tif 000011
【図２ｆ】
2021528039.tif 000012
【図２ｇ】
2021528039.tif 000013
【図３】
2021528039.tif 000014
【図４】
2021528039.tif 000015
【図５】
2021528039.tif 000016
【国際調査報告】
2021528039.tif 000017