Las muestras de madera tratadas con el hongo de miel Desarmillaria tabescens brillan de color verde en la oscuridad
A medida que los bosques suizos adoptan cada vez más la plantación de árboles de hoja caduca, que a menudo se enfrentan a la incineración directa, la necesidad de soluciones innovadoras para utilizar de manera sustentable la madera dura suiza es más urgente que nunca.
Los investigadores de Empa están mejorando la madera con nuevas funcionalidades. Su último logro: madera que emite luz en la oscuridad.
Para combatir el cambio climático y la amenaza del gorgojo de la corteza, en los bosques suizos se están cultivando más árboles de hoja caduca. Lo ideal sería que su madera tuviera múltiples usos antes de transformarse en leña, liberando así a la atmósfera el dióxido de carbono que había secuestrado previamente.
En la actualidad, la madera dura se sigue utilizando con demasiada frecuencia para fines de calefacción. Por ello, se necesitan conceptos innovadores que fomenten un uso en cascada más sostenible. Una opción es dotar al material natural de nuevas propiedades (en la jerga técnica, se las denomina funcionalidades), lo que permite transformarlo en variantes que sean magnéticas, impermeables o capaces de generar electricidad, por ejemplo.
De interés: El hongo fantasma» (Omphalotus nidiformis) emite un suave resplandor verde
Un equipo dirigido por el especialista en hongos Francis Schwarze del laboratorio de materiales de celulosa y madera de Empa en St. Gallen está explorando actualmente otro concepto para producir un nuevo tipo de material compuesto derivado de la madera dura: la madera luminosa. Más allá de sus posibles aplicaciones técnicas, esta madera luminosa también podría utilizarse para fabricar muebles de diseño y joyas.
Este logro es posible gracias a un parásito: el hongo de la miel actúa como patógeno responsable de la podredumbre blanca en los árboles, lo que lo convierte en una plaga de la madera. Algunas especies generan el compuesto natural luciferina, que se activa para emitir luz mediante un proceso enzimático de dos pasos. En consecuencia, la madera invadida por filamentos fúngicos irradia una luminiscencia verde.
“Hace unos 2.400 años, el filósofo griego Aristóteles describió por primera vez la madera luminosa de forma natural”.
Explica Schwarze.
En sentido estricto, la estructura entrelazada de los hongos y la madera se puede describir como un biohíbrido natural, una combinación de materiales vivos. “Los materiales compuestos de este tipo producidos artificialmente serían interesantes para muchos tipos de aplicaciones”, afirma el investigador de Empa.
Lo que la naturaleza logra con facilidad ha planteado durante mucho tiempo importantes desafíos para la biotecnología. Sin embargo, el equipo de Empa ha logrado un avance revolucionario al inducir y controlar con éxito este proceso en el laboratorio por primera vez.
El biotecnólogo Francis Schwarze ha descubierto hongos luminosos en estado salvaje, los ha analizado minuciosamente en el laboratorio y ha descifrado su código genético. Entre ellos, el hongo de miel sin anillos (Desarmillaria tabescens) ha demostrado ser excepcionalmente potente.
Tras realizar pruebas preliminares con distintos tipos de madera, Schwarze se centró en la madera de balsa (Ochroma Pyramidale), conocida por su baja densidad. Mediante espectroscopia, los investigadores observaron minuciosamente cómo el hongo descompone la lignina en las muestras de madera de balsa, lo que contribuye a la rigidez y la resistencia a la compresión de la madera.
Sin embargo, los análisis de difracción de rayos X revelaron que la estabilidad de la madera permanece inalterada: la celulosa, responsable de la resistencia a la tracción de la madera, permanece intacta.
Experimente el cautivador brillo del biohíbrido creado a partir de hongos y madera cuando alcanza su luminosidad máxima después de tres meses de incubación. La desarmillaria prospera en ambientes ricos en humedad, lo que permite que las muestras de madera de balsa absorban ocho veces su peso en agua durante este período.
La reacción enzimática dentro de la madera se activa al exponerla al aire. Después de aproximadamente diez horas, el resplandor revela su máximo esplendor, produciendo una luz verde con una longitud de onda de 560 nanómetros, como identificó la investigadora de Empa Giorgia Giovannini del laboratorio de Membranas y Textiles Biomiméticos mediante estudios de espectroscopia de fluorescencia. En la actualidad, este fascinante proceso continúa durante unos diez días.
“Ahora estamos optimizando los parámetros de laboratorio para poder aumentar aún más la luminosidad en el futuro”, afirma el investigador de Empa.
