Por que os fungos podem ser a chave para edifícios ecológicos e resistentes ao fogo – Physics World

A maioria das pessoas se esforça para manter os fungos fora de suas casas. Agora, no entanto, dois grupos de pesquisadores de materiais estão explorando maneiras de entrelaçá-lo na própria estrutura dos edifícios.

O primeiro grupo, liderado pelo cientista têxtil Jane Scott na Universidade de Newcastle, no Reino Unido, criou estruturas de malha que mantêm fios de fungos chamados micélio no lugar enquanto o fungo cresce. O resultado é um material compósito leve que pode ser usado para construir estruturas fortes e ecológicas.

O segundo grupo, liderado pelo nanoengenheiro Everson Kandaré e biotecnólogo Tien Huynh da RMIT University em Melbourne, Austrália, usou micélio para criar folhas comprimidas de material retardador de fogo. A esperança é que tais folhas possam substituir painéis de revestimento inflamáveis ​​como os que contribuíram para o mortal Incêndio na Torre Grenfell, que matou 72 londrinos em 2017.

O fungo carbonizado tem um efeito protetor

Para Kandare, Huynh e colegas, a fonte do apelo do micélio está na forma como ele se comporta quando exposto ao fogo e outras fontes de calor radiante. Em vez de explodir em chamas, como o revestimento Grenfell fez, uma superfície exposta feita de micélio se decompõe para formar uma substância negra arenosa chamada carvão. Esta camada de char tem um efeito protetor de duas partes. Além de retardar a transferência de calor, evita que materiais voláteis nas camadas abaixo dela escapem para a zona de combustão.

Um benefício adicional é que, quando o micélio queima, ele produz apenas dióxido de carbono e água. Isso contrasta fortemente com os retardantes de fogo comerciais, diz Huynh Mundo da Física. “Atualmente, existem retardantes de chama halogenados e não halogenados que apresentam preocupações com a saúde e o meio ambiente”, explica ela. “Isso inclui retardadores de fogo à base de brometo e cloro (halogenados) ou fósforo e nitrogênio (não halogenados) e, quando queimam, produzem toxinas”.

Trabalhando com a indústria de cogumelos

No último estudo, publicado na revista Degradação e Estabilidade do Polímero, a equipe do RMIT trabalhou com colegas da University of New South Wales e da Hong Kong Polytechnic University para desenvolver uma maneira de cultivar folhas de micélio puro. Os resultados se assemelham ao papelão torrado, e Huynh diz que a maneira mais fácil de incorporá-lo aos edifícios seria adicioná-lo a materiais existentes, como papel de parede. “É leve, flexível e versátil, por isso se adequa a várias aplicações usadas na indústria da construção”, diz ela.

Enquanto a equipe do RMIT cultivava suas folhas de micélio a partir de uma cultura de fungos não comestíveis, Ganoderma Australe, Huynh diz que também deve ser possível produzir folhas a partir de resíduos gerados por produtores comerciais de cogumelos. “A criação desses produtos fúngicos utiliza o melaço, que é um resíduo agrícola da indústria da cana-de-açúcar”, explica. “Dado que [o mundo] produziu ~ 177 milhões de toneladas métricas de açúcar em 2022-2023, esta é uma contribuição significativa para a redução de resíduos.”

Suportes de tricô para estruturas de micélio

Sustentabilidade e redução de resíduos também são fatores motivadores para Scott e seus colegas em Newcastle e na Vrije Universiteit Brussel, na Bélgica. Escrevendo no diário Fronteiras em Bioengenharia e Biotecnologia, eles observam que as excelentes propriedades térmicas e acústicas dos compósitos de micélio dão a eles “enorme potencial” como substitutos baratos para espumas, madeira e plásticos em interiores de edifícios. O desafio, escrevem eles, é desenvolver esses compósitos de maneira escalável e possibilitar formas complexas, ao mesmo tempo em que atende aos requisitos de estrutura e estabilidade.

Para fazer compostos de micélio, os cientistas geralmente começam misturando esporos de fungos com grãos (uma fonte de alimento) e materiais como serragem e celulose (um substrato para o crescimento do fungo). O próximo passo é embalar a mistura em um molde e colocá-lo em um ambiente quente, escuro e úmido. Nessas condições, o micélio cresce de forma relativamente rápida, ligando o substrato junto com suas estruturas filamentosas semelhantes a raízes. Uma vez que o compósito atinge a densidade desejada, o processo de crescimento é interrompido e o material seco para não produzir cogumelos.

O problema com isso é que o micélio precisa de oxigênio para crescer, e esse requisito restringe o tamanho e a forma dos fungos (no sentido de fabricação da palavra, não o fúngico) nos quais ele pode crescer. moldes são sólidos. Como alternativa, Scott baseou-se em seu treinamento têxtil para projetar um sistema de mistura e produção de micélio baseado em moldes tricotados com lã merino forte, mas permeável ao ar.

“Somos um grupo interdisciplinar de pesquisadores, incluindo experiência em programação e fabricação de tricô 3D, por isso conseguimos reunir habilidades únicas para produzir este trabalho”, diz ela Mundo da Física. “A principal vantagem da tecnologia de malharia em comparação com outros processos têxteis é a capacidade de tricotar estruturas e formas 3D sem costuras e sem desperdício.”

Depois que os moldes tricotados foram concluídos, Scott e seus colegas os esterilizaram e os prenderam a uma estrutura rígida para suportar o micélio de concreto, ou miocreto, à medida que crescia. Eles então usaram uma pistola de injeção para encher os moldes com uma pasta lisa e viscosa contendo pó de papel, pedaços de fibra de papel, água, glicerina e goma xantana, bem como esporos de fungos. “Essa consistência é necessária ao trabalhar com cofragem tricotada 3D, que é versátil e estruturalmente eficiente”, diz Scott. “A dificuldade está em reunir os dois componentes para prototipar em escala arquitetônica.”

Materiais mofados do futuro

O primeiro protótipo da equipe, criado em 2022, fornece uma demonstração vívida das capacidades do myocrete (veja a foto). Conhecido como BioKnit, esta estrutura autônoma de 1.8 m de altura e 2 m de diâmetro é feita inteiramente de miocreto e foi cultivada como uma unidade, o que significa que não contém juntas que possam se tornar pontos fracos. Um segundo protótipo, intitulado A sala de estar, contém uma mistura de esporos de micélio, lã de resistentes ovelhas Herdwick e uma mistura de serragem e papel usado de fábricas locais.

A madeira processada pode ser moldada em estruturas 3D complexas

Para consumidores avessos ao mofo, as cores do BioKnit e The Living Room podem ser um pouco desanimadoras - as superfícies têm uma forte semelhança com algo que você pode borrifar com alvejante - mas Scott observa que cores e acabamentos diferentes podem transformar a aparência do miocreto. De qualquer forma, ela acredita que as vantagens do material podem superar qualquer resistência. “A estética é nova e diferente, [mas] o que achamos atraente nesse processo é a capacidade de produzir novas formas e formas que podem nos ajudar a transformar os espaços interiores”, diz ela. “Nosso trabalho inclui alguns dos materiais e processos mais comuns, como lã e tricô, e acho que isso oferece aos consumidores uma maneira de entender o micélio através das lentes de algo familiar como os têxteis”.

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