[發明專利]通過菌絲表面微結構的機械改變而具有經減小的摩擦系數和耐磨性的菌絲體

在審

• 申請號: 201980048110.6
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN112423975A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: M·L·斯卡林;J·蔡斯;N·溫納;Q·米勒;P·羅斯
• 申請（專利權）人: 麥克沃克斯股份有限公司
• 主分類號: B32B3/00
• 分類號: B32B3/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

一種用于減小和確定菌絲體的摩擦系數以用于改進菌絲體的多個機械性質的方法。在該方法中，第一菌絲體層與磨損和壓力設備相接觸，以使菌絲體的微結構平滑并改變菌絲體的微結構。菌絲體微結構的平滑減小了菌絲體的摩擦系數，從而增強了菌絲體的耐磨性。利用傾斜角機制確定通過使菌絲體表面平滑而減小的菌絲體表面的摩擦系數。

優先權

本申請要求于2018年7月19日提交的序列號為62/700486的美國臨時申請的優先權。該臨時申請的公開內容通過引用的方式全文并入本文，就如全文列出一樣。

技術領域

本實施例通常涉及用于改進菌絲體(mycelium)的機械性質的方法，更具體地，涉及用于改進菌絲體的耐磨性并確定用于改進菌絲體的耐磨性的摩擦系數的降低的方法。

背景技術

菌絲體已經成為具有多種機械和物理用途的多功能生物材料。菌絲體的一個這樣的表現形式是織物，諸如在制造諸如鞋、箱包、衣服等制成品時使用的薄片材中。為了使菌絲體在這些應用中有用，必須對其進行加工以體現若干機械性質、包括但不限于耐磨性、飾面附著力、色牢度、摩擦脫色(crocking)和染料轉移。

已經開發了若干方法來改進菌絲體的機械性質。在這些方法之中，降低菌絲體的摩擦系數是提高耐磨性、對摩擦脫色的色牢度、染料轉移以及其他性質的非常有效和可靠的方法。圖1示出了摩擦的示意性表示的顯微視圖，其圖示出了兩個粗糙表面S1、S2彼此接觸以增加摩擦系數。粗糙表面的接觸產生了容易被這種粗糙性磨損或移除的區域。

一種用于減小材料的摩擦系數的常用技術是使該材料的表面更平滑。即使可以使許多材料平滑以減小它們的摩擦系數，菌絲體材料也無法通過在給定的力下表現出更好的耐磨性而從這種作用中受益。這是因為，菌絲體是一種柔軟的生物材料，主要由聚合物幾丁質和各種蛋白質組成，這些蛋白質僅需幾噸的力就可以輕易地從其他柔軟的材料(如棉，亞麻或菌絲體)上被磨損(abraded)。而且，這種磨損過程不會導致材料的表面粗糙度變平滑。如此，菌絲體在期望耐磨性的應用中的有效性受到限制。由于菌絲體是一種柔軟的、自然粗糙的材料，在切割后不會發生脆性斷裂或分裂，因此很難通過用于硬質材料的典型方法(諸如砂紙、泥漿或其他磨損劑)對其進行擦光。這樣的磨損過程很容易從菌絲體表面不均勻地移除大(直徑大于10μm)的材料顆粒，從而導致表面更粗糙。此外，這樣的磨損過程不能提供將要從任何菌絲體產品中磨損掉的材料的量。

改進菌絲體的耐磨性的另一種方法包括在菌絲體表面上施加不同的涂料，以產生耐水性、耐磨性或以其他方式增強表面性質。常見的涂料(諸如聚氨酯)需要額外的成本和加工工藝，而同時會貶低菌絲體材料的自然品質并消除其生物降解性。此外，在菌絲體表面上施加涂料是一種具有尚未解決的主要缺點的方法。類似地，由于其與諸如聚氨酯和丙烯酸類的普通涂料不同的化學和功能一致性，難以使典型的涂料復合物粘附到菌絲體上，因此尚未開發出一種將涂料施加于菌絲體上的新方法。

此外，用于減小摩擦系數的某些常規方法，諸如通過冷壓、熱壓或砂紙打磨和擦光，具有有限的效果，并且可能嚴重磨損材料。這樣的減法過程將從材料的表面移除菌絲體，但不會導致表面比嘗試該過程之前更平滑。

因此，需要一種有效且可靠的方法來增強菌絲體材料的機械性質。這種方法將減小菌絲體材料的摩擦系數，以增強菌絲體表面的耐磨性。此外，這種方法將增強菌絲體表面的耐磨性，而不會從菌絲體表面移除很多顆粒。這種方法不會破壞菌絲體材料的自然品質和生物降解性。類似地，需要一種通過在菌絲體材料上施加少量力來使菌絲體表面平滑的方法。這種方法將提供將從任何菌絲體產品被磨損的量的菌絲體材料。而且，這種所需的方法將不需要額外的成本和處理。本實施例實現了這些目的。

發明內容

為了最小化現有技術中發現的限制，并且最小化閱讀說明書后顯而易見的其他限制，本發明的優選實施例提供了一種用于減小和確定菌絲體(或菌絲體復合物)的微結構的摩擦系數以改進菌絲體表面的多個機械性質的方法。