Wydziergaj sobie dom. Naukowcy robią futurystyczne projekty eko-budynków przy użyciu grzybni i włóczki

W tym artykule:

1. Materiały budowlane z grzybni
2. Nowy materiał bazuje na dzianinie
3. Udane testy mycocrete
4. Prototypowa konstrukcja

Mycocrete to pasta wykonana z grzybów. „Myco” odnosi się do „mycetes”, czyli grzybów, a „concrete” do betonu. Po polsku moglibyśmy więc ten materiał nazwać grzybobetonem. Pasta może być łączona z tekstylną ramą, aby stworzyć przyjazne dla środowiska i wytrzymałe konstrukcje.

Za pomysłem stoi zespół projektantów, inżynierów i naukowców z Living Textiles Research Group, części Hub for Biotechnology in the Built Environment na Uniwersytecie w Newcastle. Badania są finansowane przez Research England.

Materiały budowlane z grzybni

Chociaż sam pomysł wykorzystania grzybni do tworzenia materiałów budowlanych był w przeszłości analizowany przez różne grupy badawcze, to proponowane przez nich kompozyty miały znaczne ograniczenia. Udało się je pokonać dzięki osadzeniu grzybni na elastycznej ramie wykonanej z dzianiny. Kompozyt o nazwie mycocrete jest mocniejszy i bardziej wszechstronny pod względem kształtu i formy. Umożliwia naukowcom uprawę lekkich i stosunkowo przyjaznych dla środowiska materiałów budowlanych.

Ten zabójczy grzyb do tej pory atakował drzewa. Po raz pierwszy w historii zainfekował człowieka

Chondrostereum purpureum to gatunek grzyba, który pasożytuje na drzewach, powodując zgniliznę drewna. Występuje na całym świecie, również w Polsce. Teraz po raz pierwszy zaatakował człow...

– Naszą ambicją jest zmiana charakteru przestrzeni architektonicznych za pomocą grzybni połączonej z materiałami pochodzenia biologicznego. Takimi jak wełna, trociny i celuloza – powiedziała dr Jane Scott z Newcastle University, autorka artykułu w czasopiśmie naukowym „Frontiers in Bioengineering and Biotechnology”.

Nowy materiał bazuje na dzianinie

Kompozyt mycocrete powstaje z zarodników grzybni, które miesza się z ziarnami służącymi jako pożywka. Taką mieszankę przekłada się do formy i umieszcza w ciemnym, wilgotnym i ciepłym środowisku. To pozwala grzybni rosnąć i ściśle wiązać podłoże.

Po osiągnięciu odpowiedniej gęstości, ale zanim zacznie wytwarzać owocniki, które nazywamy grzybami, grzybnia jest suszona. Proces ten może zapewnić tani i ekologiczny zamiennik dla pianki montażowej, drewna i tworzyw sztucznych. Ale w związku z tym, że grzybnia potrzebuje tlenu, by rosnąć, sztywne formy ograniczały możliwość jej wykorzystania.

Rozwiązaniem tego problemu okazało się rusztowanie z dzianiny – formy przepuszczającej tlen. Wraz z rozwojem grzybni takie rusztowanie może zmieniać się z elastycznego na sztywne. Grupa badawcza dr Scott postanowiła połączyć mieszankę grzybni z systemem produkcyjnym, który mógłby wykorzystać szeroki potencjał form dzianiny.

– Dzierganie, czyli robótki na drutach to niezwykle wszechstronny system produkcji trójwymiarowych obiektów – powiedziała dr Scott. – Taka forma jest lekka, elastyczna i podatna na kształtowanie. Główną zaletą tej metody, w porównaniu z innymi procesami tekstylnymi, jest możliwość wykonywania struktur i form 3D bez szwów i bez odpadów.

Udane testy mycocrete

Naukowcy wykonali dwa rodzaje próbek. Konwencjonalne kompozyty grzybni oraz mycocrete. Ten drugi zawierał również proszek papierowy, grudki włókien papierowych, wodę, glicerynę i gumę ksantanową. Pasta została tak zaprojektowana, by można ją było nałożyć na tkaninę za pomocą pistoletu natryskowego.

Rurki do planowanej struktury testowej zostały wydziergane z przędzy merynosów, wysterylizowane i przymocowane do sztywnej struktury. Było to konieczne, by w trakcie natryskiwania pastą zmiany naprężenia tkaniny nie wpływały na wydajność grzybobetonu.

Po wysuszeniu próbki poddano testom wytrzymałościowym. Były rozciągane, ściskane i zgniatane. Co ciekawe, próbki pokryte mycocrete okazały się mocniejsze niż konwencjonalne próbki kompozytowe grzybni i przewyższyły kompozyty grzybni uprawiane bez szalunków z dzianiny. Ponadto porowata dzianina szalunku zapewniała lepszą dostępność tlenu, a próbki w niej hodowane skurczyły się mniej niż większość materiałów kompozytowych grzybni po wysuszeniu. To sugeruje, że dzięki mycocrete można osiągnąć bardziej przewidywalne i spójne wyniki produkcji.

Prototypowa konstrukcja

Wykorzystując kompozyt mycocrete zespołowi udało się zbudować dużą, prototypową konstrukcję o nazwie BioKnit. Jest to wolnostojąca i jednorodna kopuła zbudowana bez połączeń. Brak połączeń wpływa na trwałość konstrukcji.

– Wysoka wydajność mycocrete w połączeniu z szalunkiem z dzianiny jest ważnym krokiem w kierunku zastosowania biohybryd grzybni i tekstyliów w budownictwie – mówi dr Scott.

– W artykule opublikowanym na łamach „Frontiers in Bioengineering and Biotechnology” wyliczyliśmy konkretne przędze, podłoża i grzybnię, niezbędne do osiągnięcia określonego celu. Zaznaczam jednak, że sama forma jest bardzo elastyczna i pozwala na różnorodne zastosowania. Architektura biofabrykowana może wymagać nowej technologii maszyn, pozwalających przenieść tekstylia do sektora budowlanego – dodaje uczona.

Źródło: Frontiers in Bioengineering and Biotechnology.

Nasz ekspert

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.