[发明专利]通过菌丝表面微结构的机械改变而具有经减小的摩擦系数和耐磨性的菌丝体

说明书

一种用于减小和确定菌丝体的摩擦系数以用于改进菌丝体的多个机械性质的方法。在该方法中，第一菌丝体层与磨损和压力设备相接触，以使菌丝体的微结构平滑并改变菌丝体的微结构。菌丝体微结构的平滑减小了菌丝体的摩擦系数，从而增强了菌丝体的耐磨性。利用倾斜角机制确定通过使菌丝体表面平滑而减小的菌丝体表面的摩擦系数。

优先权

本申请要求于2018年7月19日提交的序列号为62/700486的美国临时申请的优先权。该临时申请的公开内容通过引用的方式全文并入本文，就如全文列出一样。

技术领域

本实施例通常涉及用于改进菌丝体(mycelium)的机械性质的方法，更具体地，涉及用于改进菌丝体的耐磨性并确定用于改进菌丝体的耐磨性的摩擦系数的降低的方法。

背景技术

菌丝体已经成为具有多种机械和物理用途的多功能生物材料。菌丝体的一个这样的表现形式是织物，诸如在制造诸如鞋、箱包、衣服等制成品时使用的薄片材中。为了使菌丝体在这些应用中有用，必须对其进行加工以体现若干机械性质、包括但不限于耐磨性、饰面附着力、色牢度、摩擦脱色(crocking)和染料转移。

已经开发了若干方法来改进菌丝体的机械性质。在这些方法之中，降低菌丝体的摩擦系数是提高耐磨性、对摩擦脱色的色牢度、染料转移以及其他性质的非常有效和可靠的方法。图1示出了摩擦的示意性表示的显微视图，其图示出了两个粗糙表面S1、S2彼此接触以增加摩擦系数。粗糙表面的接触产生了容易被这种粗糙性磨损或移除的区域。

一种用于减小材料的摩擦系数的常用技术是使该材料的表面更平滑。即使可以使许多材料平滑以减小它们的摩擦系数，菌丝体材料也无法通过在给定的力下表现出更好的耐磨性而从这种作用中受益。这是因为，菌丝体是一种柔软的生物材料，主要由聚合物几丁质和各种蛋白质组成，这些蛋白质仅需几吨的力就可以轻易地从其他柔软的材料(如棉，亚麻或菌丝体)上被磨损(abraded)。而且，这种磨损过程不会导致材料的表面粗糙度变平滑。如此，菌丝体在期望耐磨性的应用中的有效性受到限制。由于菌丝体是一种柔软的、自然粗糙的材料，在切割后不会发生脆性断裂或分裂，因此很难通过用于硬质材料的典型方法(诸如砂纸、泥浆或其他磨损剂)对其进行擦光。这样的磨损过程很容易从菌丝体表面不均匀地移除大(直径大于10μm)的材料颗粒，从而导致表面更粗糙。此外，这样的磨损过程不能提供将要从任何菌丝体产品中磨损掉的材料的量。

改进菌丝体的耐磨性的另一种方法包括在菌丝体表面上施加不同的涂料，以产生耐水性、耐磨性或以其他方式增强表面性质。常见的涂料(诸如聚氨酯)需要额外的成本和加工工艺，而同时会贬低菌丝体材料的自然品质并消除其生物降解性。此外，在菌丝体表面上施加涂料是一种具有尚未解决的主要缺点的方法。类似地，由于其与诸如聚氨酯和丙烯酸类的普通涂料不同的化学和功能一致性，难以使典型的涂料复合物粘附到菌丝体上，因此尚未开发出一种将涂料施加于菌丝体上的新方法。

此外，用于减小摩擦系数的某些常规方法，诸如通过冷压、热压或砂纸打磨和擦光，具有有限的效果，并且可能严重磨损材料。这样的减法过程将从材料的表面移除菌丝体，但不会导致表面比尝试该过程之前更平滑。

因此，需要一种有效且可靠的方法来增强菌丝体材料的机械性质。这种方法将减小菌丝体材料的摩擦系数，以增强菌丝体表面的耐磨性。此外，这种方法将增强菌丝体表面的耐磨性，而不会从菌丝体表面移除很多颗粒。这种方法不会破坏菌丝体材料的自然品质和生物降解性。类似地，需要一种通过在菌丝体材料上施加少量力来使菌丝体表面平滑的方法。这种方法将提供将从任何菌丝体产品被磨损的量的菌丝体材料。而且，这种所需的方法将不需要额外的成本和处理。本实施例实现了这些目的。

发明内容

为了最小化现有技术中发现的限制，并且最小化阅读说明书后显而易见的其他限制，本发明的优选实施例提供了一种用于减小和确定菌丝体(或菌丝体复合物)的微结构的摩擦系数以改进菌丝体表面的多个机械性质的方法。