Γιατί οι μύκητες θα μπορούσαν να κρατήσουν το κλειδί για φιλικά προς το περιβάλλον, πυρίμαχα κτίρια – Physics World

Οι περισσότεροι άνθρωποι προσπαθούν να κρατήσουν τους μύκητες έξω από τα σπίτια τους. Τώρα, ωστόσο, δύο ομάδες ερευνητών υλικών διερευνούν τρόπους για να το συνδυάσουν στον ίδιο τον ιστό των κτιρίων.

Η πρώτη ομάδα, με επικεφαλής τον επιστήμονα κλωστοϋφαντουργίας Τζέιν Σκοτ στο Πανεπιστήμιο του Νιούκαστλ στο Ηνωμένο Βασίλειο, δημιούργησαν πλεκτές δομές που συγκρατούν μυκητιακά νήματα που ονομάζονται μυκήλιο στη θέση τους ενώ ο μύκητας αναπτύσσεται. Το αποτέλεσμα είναι ένα ελαφρύ σύνθετο υλικό που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή ισχυρών, φιλικών προς το περιβάλλον κατασκευών.

Η δεύτερη ομάδα, με επικεφαλής τον νανομηχανικό Έβερσον Καντάρε και βιοτεχνολόγος Tien Huynh του Πανεπιστημίου RMIT στη Μελβούρνη της Αυστραλίας, χρησιμοποίησε μυκήλιο για τη δημιουργία συμπιεσμένων φύλλων επιβραδυντικού πυρός. Η ελπίδα είναι ότι τέτοια φύλλα θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν εύφλεκτα πάνελ επένδυσης όπως αυτά που συνέβαλαν στο θανατηφόρο Πυρκαγιά Grenfell Tower, που σκότωσε 72 Λονδρέζους το 2017.

Ο μύκητας απανθράκωσης έχει προστατευτική δράση

Για τους Kandare, Huynh και τους συνεργάτες του, η πηγή της ελκυστικότητας του μυκηλίου βρίσκεται στον τρόπο που συμπεριφέρεται όταν εκτίθεται στη φωτιά και σε άλλες πηγές ακτινοβολούμενης θερμότητας. Αντί να ξεσπάσει στις φλόγες, όπως έκανε η επένδυση Grenfell, μια εκτεθειμένη επιφάνεια από μυκήλιο αποσυντίθεται για να σχηματίσει μια αμμώδη μαύρη ουσία που ονομάζεται κάρβουνο. Αυτό το στρώμα ξυλάνθρακα έχει ένα προστατευτικό αποτέλεσμα δύο μερών. Εκτός από την επιβράδυνση της μεταφοράς θερμότητας, εμποδίζει τα πτητικά υλικά στα στρώματα που βρίσκονται κάτω από αυτό να διαφύγουν στη ζώνη καύσης.

Ένα επιπλέον πλεονέκτημα είναι ότι όταν το μυκήλιο καίγεται, παράγει μόνο διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Αυτό έρχεται σε πλήρη αντίθεση με τα εμπορικά επιβραδυντικά πυρκαγιάς, λέει ο Huynh Κόσμος Φυσικής. «Αυτή τη στιγμή υπάρχουν αλογονωμένα και μη αλογονωμένα επιβραδυντικά πυρκαγιάς που έχουν ανησυχίες για την υγεία και το περιβάλλον», εξηγεί. «Αυτά περιλαμβάνουν βρωμιούχο και χλώριο (αλογονωμένα) ή επιβραδυντικά φωτιάς με βάση το φώσφορο και το άζωτο (μη αλογονωμένο) και όταν καίγονται [παράγουν τοξίνες».

Συνεργασία με τη βιομηχανία μανιταριών

Στην τελευταία μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στο περιοδικό Αποικοδόμηση και σταθερότητα πολυμερών, η ομάδα RMIT συνεργάστηκε με συναδέλφους στο Πανεπιστήμιο της Νέας Νότιας Ουαλίας και στο Πολυτεχνείο του Χονγκ Κονγκ για να αναπτύξει έναν τρόπο καλλιέργειας φύλλων καθαρού μυκηλίου. Τα αποτελέσματα μοιάζουν με χαρτόνι στο χρώμα του τοστ και ο Huynh λέει ότι ο ευκολότερος τρόπος για να ενσωματωθεί στα κτίρια θα ήταν να το προσθέσετε σε υπάρχοντα υλικά όπως μια ταπετσαρία. «Είναι ελαφρύ, ευέλικτο και ευέλικτο, ώστε να ταιριάζει σε πολλαπλές εφαρμογές που χρησιμοποιούνται στην οικοδομική βιομηχανία», λέει.

Ενώ η ομάδα RMIT μεγάλωσε τα φύλλα μυκηλίου της από μια καλλιέργεια μη βρώσιμου μύκητα, Ganoderma australe, Ο Huynh λέει ότι θα πρέπει επίσης να είναι δυνατή η παραγωγή των φύλλων από απόβλητα που παράγονται από εμπορικούς καλλιεργητές μανιταριών. «Η δημιουργία αυτών των προϊόντων από μύκητες χρησιμοποιεί μελάσα, η οποία είναι ένα γεωργικό απόβλητο από τη βιομηχανία ζαχαροκάλαμου», εξηγεί. «Δεδομένου ότι [ο κόσμος] παρήγαγε ~177 εκατομμύρια μετρικούς τόνους ζάχαρης το 2022-2023, αυτό είναι μια σημαντική συμβολή στη μείωση των απορριμμάτων».

Υποστηρίγματα πλεξίματος για δομές μυκηλίου

Η βιωσιμότητα και η μείωση των απορριμμάτων αποτελούν επίσης κίνητρα για τη Scott και τους συναδέλφους της στο Newcastle και στο Vrije Universiteit Brussel στο Βέλγιο. Γράφοντας στο περιοδικό Σύνορα στη Βιομηχανική και τη Βιοτεχνολογία, σημειώνουν ότι οι εξαιρετικές θερμικές και ακουστικές ιδιότητες των σύνθετων υλικών μυκηλίου τους δίνουν «τεράστιες δυνατότητες» ως φθηνές αντικαταστάσεις για αφρούς, ξυλεία και πλαστικά σε εσωτερικούς χώρους κτιρίων. Η πρόκληση, γράφουν, είναι να αναπτυχθούν αυτά τα σύνθετα υλικά με τρόπο που να είναι επεκτάσιμος και να καθιστά δυνατά πολύπλοκα σχήματα, ενώ εξακολουθεί να πληροί τις απαιτήσεις για δομή και σταθερότητα.

Για να φτιάξουν σύνθετα μυκηλίου, οι επιστήμονες συνήθως ξεκινούν αναμιγνύοντας σπόρια μυκήτων με δημητριακά (πηγή τροφής) και υλικά όπως πριονίδι και κυτταρίνη (ένα υπόστρωμα για την ανάπτυξη του μύκητα). Το επόμενο βήμα είναι να συσκευάσετε το μείγμα σε μια φόρμα και να το τοποθετήσετε σε ένα ζεστό, σκοτεινό και υγρό περιβάλλον. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, το μυκήλιο αναπτύσσεται σχετικά γρήγορα, δεσμεύοντας το υπόστρωμα μαζί με τις νηματώδεις, ριζοειδείς δομές του. Μόλις το σύνθετο υλικό φτάσει στην επιθυμητή πυκνότητα, η διαδικασία ανάπτυξης σταματά και το υλικό στεγνώνει έτσι ώστε να μην παράγει μανιτάρια.

Το πρόβλημα με αυτό είναι ότι το μυκήλιο χρειάζεται οξυγόνο για να αναπτυχθεί, και αυτή η απαίτηση περιορίζει το μέγεθος και το σχήμα των καλουπιών (με την κατασκευαστική έννοια της λέξης, όχι τη μυκητιακή έννοια) στα οποία μπορεί να αναπτυχθεί. Ή τουλάχιστον, συμβαίνει εάν τα καλούπια είναι στερεά. Ως εναλλακτική λύση, η Scott χρησιμοποίησε την εκπαίδευσή της στα κλωστοϋφαντουργικά προϊόντα για να σχεδιάσει ένα σύστημα ανάμειξης και παραγωγής μυκηλίου βασισμένο σε καλούπια πλεκτά από ισχυρό αλλά διαπερατό στον αέρα μαλλί μερινό.

«Είμαστε μια διεπιστημονική ομάδα ερευνητών που περιλαμβάνει τεχνογνωσία στον προγραμματισμό και την κατασκευή τρισδιάστατων πλεκτών, έτσι μπορέσαμε να συγκεντρώσουμε μοναδικές δεξιότητες για την παραγωγή αυτής της εργασίας», λέει. Κόσμος Φυσικής. «Το σημαντικότερο πλεονέκτημα της τεχνολογίας πλεξίματος σε σύγκριση με άλλες διαδικασίες κλωστοϋφαντουργίας είναι η ικανότητα να πλέκει τρισδιάστατες δομές και φόρμες χωρίς ραφές και απορρίμματα».

Μόλις ολοκληρώθηκαν τα πλεκτά καλούπια, ο Scott και οι συνάδελφοί τους τα αποστείρωναν και τα προσάρτησαν σε μια άκαμπτη δομή για να υποστηρίξουν το μυκηλιακό σκυρόδεμα, ή μυοκρήτη, καθώς μεγάλωνε. Στη συνέχεια χρησιμοποίησαν ένα πιστόλι έγχυσης για να γεμίσουν τα καλούπια με μια λεία, παχύρρευστη πάστα που περιέχει σκόνη χαρτιού, συστάδες ινών χαρτιού, νερό, γλυκερίνη και κόμμι ξανθάνης καθώς και σπόρια μυκήτων. "Αυτή η συνέπεια απαιτείται όταν εργάζεστε με τρισδιάστατο πλεκτό ξυλότυπο, ο οποίος είναι ευέλικτος και δομικά αποτελεσματικός", λέει ο Scott. «Η δυσκολία έγκειται στο να συνδυάσουμε και τα δύο στοιχεία σε ένα πρωτότυπο σε αρχιτεκτονική κλίμακα».

Μουχλιασμένα υλικά του μέλλοντος

Το πρώτο πρωτότυπο της ομάδας, που δημιουργήθηκε το 2022, παρέχει μια ζωντανή επίδειξη των δυνατοτήτων του myocrete (βλ. φωτογραφία). Γνωστός ως BioKnit, αυτή η ανεξάρτητη κατασκευή ύψους 1.8 μέτρων και διαμέτρου 2 μέτρων είναι κατασκευασμένη εξ ολοκλήρου από μυοκρήτη και αναπτύχθηκε ως μονάδα, που σημαίνει ότι δεν περιέχει ενώσεις που θα μπορούσαν να γίνουν αδύναμα σημεία. Ένα δεύτερο πρωτότυπο, με τίτλο Το σαλόνι, περιέχει ένα μείγμα από σπόρια μυκηλίου, μαλλί από ανθεκτικά πρόβατα Herdwick και ένα μείγμα από πριονίδι και άχρηστο χαρτί από τοπικούς μύλους.

Το επεξεργασμένο ξύλο μπορεί να διαμορφωθεί σε σύνθετες τρισδιάστατες δομές

Για τους καταναλωτές που αποστρέφονται τη μούχλα, τα χρώματα του BioKnit και του The Living Room μπορεί να είναι λίγο περίεργα –οι επιφάνειες μοιάζουν πολύ με κάτι που μπορεί να ψεκάσετε με χλωρίνη– αλλά ο Scott σημειώνει ότι διαφορετικά χρώματα και φινιρίσματα θα μπορούσαν να μεταμορφώσουν την εμφάνιση του μυοκράτη. Σε κάθε περίπτωση, πιστεύει ότι τα πλεονεκτήματα του υλικού μπορούν να ξεπεράσουν κάθε αντίσταση. «Η αισθητική είναι νέα και διαφορετική, [αλλά] αυτό που βρίσκουμε συναρπαστικό σε αυτή τη διαδικασία είναι η ικανότητα να παράγουμε νέα σχήματα και μορφές που θα μπορούσαν να μας βοηθήσουν να μεταμορφώσουμε εσωτερικούς χώρους», λέει. «Η δουλειά μας περιλαμβάνει μερικά από τα πιο κοινά υλικά και διαδικασίες, όπως το μαλλί και το πλέξιμο, και νομίζω ότι αυτό προσφέρει στους καταναλωτές έναν τρόπο να κατανοήσουν το μυκήλιο μέσα από το φακό ενός οικείου, όπως τα υφάσματα».

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Αυτοκίνητο / EVs, Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• BlockOffsets. Εκσυγχρονισμός της περιβαλλοντικής αντιστάθμισης ιδιοκτησίας. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/why-fungi-could-hold-the-key-to-eco-friendly-fire-resistant-buildings/