Perché i funghi potrebbero essere la chiave per edifici ecologici e resistenti al fuoco – Physics World

La maggior parte delle persone si sforza di tenere i funghi fuori dalle loro case. Ora, tuttavia, due gruppi di ricercatori sui materiali stanno esplorando modi per intrecciarlo nel tessuto stesso degli edifici.

Il primo gruppo, guidato dallo scienziato tessile Jane Scott presso l'Università di Newcastle nel Regno Unito, ha creato strutture a maglia che tengono in posizione filamenti fungini chiamati micelio mentre il fungo cresce. Il risultato è un materiale composito leggero che potrebbe essere utilizzato per costruire strutture resistenti ed ecologiche.

Il secondo gruppo, guidato da nanoengineer Everson Kandaré e biotecnologo Tien Huynh della RMIT University di Melbourne, in Australia, ha utilizzato il micelio per creare fogli compressi di materiale ignifugo. La speranza è che tali fogli possano sostituire i pannelli di rivestimento infiammabili come quelli che hanno contribuito al mortale Incendio alla Torre Grenfell, che ha ucciso 72 londinesi nel 2017.

Il fungo carbonizzato ha un effetto protettivo

Per Kandare, Huynh e colleghi, la fonte del fascino del micelio risiede nel modo in cui si comporta quando esposto al fuoco e ad altre fonti di calore radiante. Invece di prendere fuoco, come ha fatto il rivestimento Grenfell, una superficie esposta fatta di micelio si decompone per formare una sostanza nera granulosa chiamata char. Questo strato di carbone ha un effetto protettivo in due parti. Oltre a rallentare il trasferimento del calore, impedisce ai materiali volatili degli strati sottostanti di fuoriuscire nella zona di combustione.

Un ulteriore vantaggio è che quando il micelio brucia, produce solo anidride carbonica e acqua. Questo è in netto contrasto con i ritardanti di fiamma commerciali, dice Huynh Mondo della fisica. "Attualmente ci sono ritardanti di fiamma alogenati e non alogenati che hanno problemi di salute e ambientali", spiega. "Questi includono ritardanti di fiamma a base di bromuro e cloro (alogenati) o fosforo e azoto (non alogenati) e quando bruciano [essi] producono tossine".

Lavorare con l'industria dei funghi

Nell'ultimo studio, pubblicato sulla rivista Degradazione e stabilità del polimero, il team RMIT ha lavorato con i colleghi dell'Università del New South Wales e dell'Università politecnica di Hong Kong per sviluppare un modo per coltivare fogli di puro micelio. I risultati assomigliano al cartone color toast e Huynh afferma che il modo più semplice per incorporarlo negli edifici sarebbe aggiungerlo a materiali esistenti come una carta da parati. "È leggero, flessibile e versatile, quindi si adatta a molteplici applicazioni utilizzate nel settore edile", afferma.

Mentre il team RMIT ha coltivato i suoi fogli di micelio da una coltura di funghi non commestibili, Ganoderma australiano, Huynh afferma che dovrebbe anche essere possibile produrre i fogli dai rifiuti generati dai coltivatori di funghi commerciali. "La creazione di questi prodotti fungini utilizza la melassa, che è uno scarto agricolo dell'industria della canna da zucchero", spiega. “Dato che [il mondo] ha prodotto ~ 177 milioni di tonnellate di zucchero nel 2022-2023 si tratta di un contributo significativo alla riduzione dei rifiuti”.

Supporti per maglieria per strutture di micelio

La sostenibilità e la riduzione dei rifiuti sono anche fattori motivanti per Scott e i suoi colleghi di Newcastle e della Vrije Universiteit Brussel in Belgio. Scrivere sul diario Frontiere della bioingegneria e delle biotecnologie, notano che le eccellenti proprietà termiche e acustiche dei compositi di micelio conferiscono loro un "enorme potenziale" come sostituti economici di schiume, legno e plastica negli interni degli edifici. La sfida, scrivono, è far crescere questi compositi in un modo che sia scalabile e renda possibili forme complesse, pur soddisfacendo i requisiti di struttura e stabilità.

Per realizzare compositi di micelio, gli scienziati in genere iniziano mescolando spore fungine con grano (una fonte di cibo) e materiali come segatura e cellulosa (un substrato su cui il fungo può crescere). Il passo successivo è quello di confezionare il composto in uno stampo e metterlo in un ambiente caldo, buio e umido. In queste condizioni, il micelio cresce in tempi relativamente brevi, legando il substrato con le sue strutture filamentose simili a radici. Una volta che il composito raggiunge la densità desiderata, il processo di crescita viene interrotto e il materiale viene essiccato in modo da non produrre funghi.

Il problema con questo è che il micelio ha bisogno di ossigeno per crescere, e questo requisito limita la dimensione e la forma delle muffe (nel senso produttivo della parola, non quello fungino) in cui può crescere. O almeno, lo fa se il gli stampi sono solidi. In alternativa, Scott ha attinto alla sua formazione tessile per progettare un sistema di miscelazione e produzione di micelio basato su stampi lavorati a maglia con lana merino resistente ma permeabile all'aria.

"Siamo un gruppo interdisciplinare di ricercatori che include competenze nella programmazione e produzione di maglie 3D, quindi siamo stati in grado di riunire competenze piuttosto uniche per produrre questo lavoro", dice Mondo della fisica. "Il principale vantaggio della tecnologia di lavorazione a maglia rispetto ad altri processi tessili è la capacità di lavorare a maglia strutture e forme 3D senza cuciture e senza sprechi".

Una volta completati gli stampi a maglia, Scott e colleghi li hanno sterilizzati e attaccati a una struttura rigida per sostenere il cemento del micelio, o miocrete, mentre cresceva. Hanno quindi utilizzato una pistola a iniezione per riempire gli stampi con una pasta liscia e viscosa contenente polvere di carta, grumi di fibre di carta, acqua, glicerina e gomma di xantano, nonché spore fungine. "Questa coerenza è necessaria quando si lavora con casseforme a maglia 3D, che sono versatili e strutturalmente efficienti", afferma Scott. "La difficoltà sta nel riunire entrambi i componenti per prototipare su scala architettonica".

Materiali ammuffiti del futuro

Il primo prototipo del team, creato nel 2022, fornisce una vivida dimostrazione delle capacità del miocrete (vedi foto). Conosciuto come BioKnit, questa struttura autoportante alta 1.8 m e con un diametro di 2 m è realizzata interamente in miocreto ed è stata coltivata come un'unità, il che significa che non contiene giunzioni che potrebbero diventare punti deboli. Un secondo prototipo, intitolato Il Soggiorno, contiene una miscela di spore di micelio, lana di robuste pecore Herdwick e una miscela di segatura e carta straccia dei mulini locali.

Il legno lavorato può essere modellato in complesse strutture 3D

Per i consumatori avversi alla muffa, i colori di BioKnit e The Living Room possono essere un po' scoraggianti (le superfici hanno una forte somiglianza con qualcosa che potresti spruzzare con candeggina), ma Scott nota che colori e finiture differenti potrebbero trasformare l'aspetto del miocrete. In ogni caso, ritiene che i vantaggi del materiale possano superare qualsiasi resistenza. "L'estetica è nuova e diversa, [ma] ciò che troviamo interessante in questo processo è la capacità di produrre nuove forme e forme che potrebbero aiutarci a trasformare gli spazi interni", afferma. "Il nostro lavoro include alcuni dei materiali e dei processi più comuni, come la lana e il lavoro a maglia, e penso che questo offra ai consumatori un modo per comprendere il micelio attraverso la lente di qualcosa di familiare come i tessuti".

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• Fonte: https://physicsworld.com/a/why-fungi-could-hold-the-key-to-eco-friendly-fire-resistant-buildings/