Mengapa jamur bisa memegang kunci ramah lingkungan, bangunan tahan api – Dunia Fisika

Kebanyakan orang berusaha keras untuk menjauhkan jamur dari rumah mereka. Namun sekarang, dua kelompok peneliti material sedang mengeksplorasi cara untuk menjalinnya ke dalam jalinan bangunan.

Kelompok pertama dipimpin oleh ilmuwan tekstil Jane Scott di Universitas Newcastle di Inggris, menciptakan struktur rajutan yang menahan untaian jamur yang disebut miselium di tempatnya saat jamur tumbuh. Hasilnya adalah material komposit ringan yang dapat digunakan untuk membangun struktur yang kuat dan ramah lingkungan.

Kelompok kedua, dipimpin oleh nanoengineer Everson Kandare dan ahli bioteknologi Tien Huynh dari RMIT University di Melbourne, Australia, menggunakan miselium untuk membuat lembaran terkompresi dari bahan tahan api. Harapannya, lembaran seperti itu bisa menggantikan panel kelongsong yang mudah terbakar seperti yang menyebabkan kematian Kebakaran Menara Grenfell, yang menewaskan 72 warga London pada 2017.

Charring jamur memiliki efek perlindungan

Bagi Kandare, Huynh dan rekannya, sumber daya tarik miselium terletak pada perilakunya saat terkena api dan sumber pancaran panas lainnya. Alih-alih terbakar, seperti yang dilakukan kelongsong Grenfell, permukaan terbuka yang terbuat dari miselium terurai membentuk zat hitam berpasir yang disebut arang. Lapisan arang ini memiliki efek perlindungan dua bagian. Selain memperlambat perpindahan panas, ini mencegah bahan yang mudah menguap di lapisan di bawahnya keluar ke zona pembakaran.

Manfaat selanjutnya adalah ketika miselium terbakar, ia hanya menghasilkan karbon dioksida dan air. Ini sangat kontras dengan penghambat api komersial, kata Huynh Dunia Fisika. “Saat ini ada bahan penghambat api terhalogenasi dan non-halogenasi yang memiliki kepedulian terhadap kesehatan dan lingkungan,” jelasnya. "Ini termasuk penghambat api berbasis bromida dan klorin (halogenasi) atau fosfor dan nitrogen (non-halogenasi), dan ketika terbakar [mereka] menghasilkan racun."

Bekerja sama dengan industri jamur

Dalam studi terbaru yang dipublikasikan di jurnal tersebut Degradasi dan Stabilitas Polimer, tim RMIT bekerja dengan rekan-rekannya di Universitas New South Wales dan Universitas Politeknik Hong Kong untuk mengembangkan cara menumbuhkan lembaran miselium murni. Hasilnya menyerupai karton berwarna roti bakar, dan Huynh mengatakan cara termudah untuk menggabungkannya ke dalam bangunan adalah menambahkannya ke bahan yang sudah ada seperti wallpaper. “Ringan, fleksibel, dan serba guna sehingga cocok untuk berbagai aplikasi yang digunakan dalam industri bangunan,” katanya.

Sementara tim RMIT menumbuhkan lembaran miseliumnya dari kultur jamur braket yang tidak dapat dimakan, Ganoderma Australia, Huynh mengatakan seharusnya juga memungkinkan untuk memproduksi lembaran dari limbah yang dihasilkan oleh penanam jamur komersial. “Penciptaan produk jamur ini menggunakan tetes tebu yang merupakan limbah pertanian dari industri tebu,” jelasnya. “Mengingat bahwa [dunia] menghasilkan ~177 juta metrik ton gula pada tahun 2022-2023, ini merupakan kontribusi yang signifikan untuk pengurangan sampah.”

Dukungan rajutan untuk struktur miselium

Keberlanjutan dan pengurangan limbah juga menjadi faktor pendorong bagi Scott dan rekan-rekannya di Newcastle dan Vrije Universiteit Brussel di Belgia. Menulis di jurnal Perbatasan dalam Bioteknologi dan Bioteknologi, mereka mencatat bahwa sifat termal dan akustik yang sangat baik dari komposit miselium memberi mereka “potensi besar” sebagai pengganti murah untuk busa, kayu dan plastik dalam interior bangunan. Tantangannya, tulis mereka, adalah menumbuhkan komposit ini dengan cara yang dapat diskalakan dan memungkinkan bentuk yang rumit, sambil tetap memenuhi persyaratan struktur dan stabilitas.

Untuk membuat komposit miselium, para ilmuwan biasanya mulai dengan mencampurkan spora jamur dengan biji-bijian (sumber makanan) dan bahan seperti serbuk gergaji dan selulosa (substrat tempat jamur tumbuh). Langkah selanjutnya adalah mengemas adonan ke dalam cetakan dan meletakkannya di lingkungan yang hangat, gelap, dan lembab. Di bawah kondisi ini, miselium tumbuh relatif cepat, mengikat substrat bersama-sama dengan struktur seperti akar yang berserabut. Setelah komposit mencapai kepadatan yang diinginkan, proses pertumbuhan dihentikan dan bahan dikeringkan agar tidak menghasilkan jamur.

Masalahnya adalah miselium membutuhkan oksigen untuk tumbuh, dan persyaratan ini membatasi ukuran dan bentuk cetakan (dalam arti pembuatan kata, bukan jamur) yang dapat tumbuh. cetakannya padat. Sebagai alternatif, Scott memanfaatkan pelatihan tekstilnya untuk merancang sistem pencampuran dan produksi miselium berdasarkan cetakan yang dirajut dari wol merino yang kuat namun dapat ditembus udara.

“Kami adalah kelompok peneliti interdisipliner termasuk keahlian dalam pemrograman dan pembuatan rajutan 3D, jadi kami dapat menyatukan keterampilan yang cukup unik untuk menghasilkan karya ini,” katanya. Dunia Fisika. “Keuntungan utama dari teknologi rajut dibandingkan dengan proses tekstil lainnya adalah kemampuan untuk merajut struktur dan bentuk 3D tanpa jahitan dan tanpa limbah.”

Setelah cetakan rajutan selesai, Scott dan rekannya mensterilkannya dan menempelkannya ke struktur yang kaku untuk menopang beton miselium, atau myocrete, saat tumbuh. Mereka kemudian menggunakan pistol injeksi untuk mengisi cetakan dengan pasta halus dan kental yang mengandung bubuk kertas, gumpalan serat kertas, air, gliserin dan gom xanthan serta spora jamur. “Konsistensi ini diperlukan saat bekerja dengan bekisting rajutan 3D, yang serbaguna dan efisien secara struktural,” kata Scott. “Kesulitannya adalah menyatukan kedua komponen menjadi prototipe pada skala arsitektural.”

Bahan berjamur di masa depan

Prototipe pertama tim, dibuat pada tahun 2022, memberikan demonstrasi yang jelas tentang kemampuan myocrete (lihat foto). Dikenal sebagai Biorajutan, struktur berdiri bebas dengan tinggi 1.8 m, diameter 2 m ini seluruhnya terbuat dari myocrete dan tumbuh sebagai satu kesatuan, artinya tidak mengandung sambungan yang dapat menjadi titik lemah. Prototipe kedua, berjudul The Living Room, berisi campuran spora miselium, wol dari domba Herdwick yang kuat, dan campuran serbuk gergaji dan kertas bekas dari pabrik lokal.

Kayu olahan dapat dibentuk menjadi struktur 3D yang kompleks

Untuk konsumen yang menghindari jamur, warna BioKnit dan The Living Room mungkin sedikit tidak menyenangkan – permukaannya sangat mirip dengan sesuatu yang mungkin Anda semprotkan dengan pemutih – tetapi Scott mencatat bahwa warna dan hasil akhir yang berbeda dapat mengubah penampilan myocrete. Bagaimanapun, dia yakin keunggulan materi dapat mengatasi hambatan apa pun. “Estetikanya baru dan berbeda, [tetapi] yang menurut kami menarik dari proses ini adalah kemampuan untuk menghasilkan bentuk dan bentuk baru yang dapat membantu kami mengubah ruang interior,” katanya. “Pekerjaan kami mencakup beberapa bahan dan proses yang paling umum, seperti wol dan rajutan, dan menurut saya hal ini menawarkan kepada konsumen cara untuk memahami miselium melalui lensa sesuatu yang familiar seperti tekstil.”

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Otomotif / EV, Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• BlockOffset. Modernisasi Kepemilikan Offset Lingkungan. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/why-fungi-could-hold-the-key-to-eco-friendly-fire-resistant-buildings/