Исследователи разрабатывают новые грибы

Время уходит! Номинируйтесь прямо сейчас на премию 3D Printing Industry Awards 2023.

Исследователи из лаборатории Shape Lab Института архитектуры и медиа Технологического университета Граца разработали MyCera, новый материал для 3D-печати на основе грибов.

MyCera, состоящий из глины, древесных опилок и мицелия (растительная часть грибов), был разработан с общей целью снижения выбросов CO2 и решения глобальных проблем управления отходами.

В этом исследовательском проекте мицелий используется в качестве интеллектуально ориентированного армирующего волокна для улучшения структурных характеристик элементов из необожженной глины, напечатанных на 3D-принтере, а также для обеспечения биологической сварки обожженных элементов. Поскольку материал на основе мицелия продолжает расти после 3D-печати, MyCera, как говорят, обеспечивает высокую прочность на разрыв и структурные характеристики.

Выводы исследовательской группы под названием «MyCera. Применение роста мицелия в глиняных конструкциях, изготовленных цифровым способом», были опубликованы в Международном журнале архитектурных вычислений.

«Общая цель исследования сосредоточена на поиске жизнеспособного, долгосрочного решения глобальной проблемы управления отходами и выбросами CO2, которая также влияет на строительную индустрию и управление строительными отходами», — пояснила команда в исследовательском документе.

«Композит MyCera демонстрирует заметные структурные свойства по сравнению с той же смесью материалов без мицелия. […] Предполагается, что значительное увеличение прочности на разрыв вызвано процессом роста, происходящим после печати».

Исследователи добавили, что «такого разумного распределения волокон невозможно было достичь с помощью нерастущего материала».

3D-печать на основе мицелия

Команда Shape Lab в своих исследованиях использовала Delta WASP 40100 Clay от итальянского производителя 3D-принтеров WASP, успешно применив систему для 3D-печати с помощью MyCera. По мнению исследователей, открытая система 3D-принтера, его масштаб и способность 3D-печати любыми материалами прошлого делают его хорошо подходящим для данного проекта.

Используя 3D-принтер Delta WASP, команда Shape Lab определила, что, помимо улучшения структурных характеристик 3D-печатной глины, мицелий также можно использовать для биосварки различных компонентов.

Исследователи успешно создали ряд структур, соединив 3D-печатные элементы вместе в состоянии, в котором мицелий продолжал расти. Волокна мицелия все еще растущих узловых элементов могут затем образовывать связи за счет расширения гифальной сети. Таким образом, соседние элементы могут быть успешно сварены вместе.

По мнению исследователей, это может иметь серьезные последствия для строительной отрасли, поскольку традиционный бетон будет заменен более экологичным материалом MyCera на биологической основе. Теперь команда планирует провести дополнительные исследования для достижения этой цели.

«После проведения достаточных исследований [мы можем подтвердить, что] предлагаемый состав материала может заменить вяжущие вещества на основе цемента», — утверждают исследователи. «Для проверки предположения о выгодном структурном эффекте соединений выращенных волокон планируется сравнение армирования мицелиальными волокнами и другими волокнами, которые обычно используются для повышения прочности на разрыв, такими как базальтовые и стеклянные волокна».

3D-печать с мицелием

Это не первый случай использования мицелия в аддитивном производстве.

Индустрия 3D-печати недавно посетила AM Summit в Дании 2023, крупнейшую ежегодную конференцию по 3D-печати в Скандинавии. Организаторы мероприятия Danish AM Hub рассказали о проекте I AM MSHRM, продолжающемся сотрудничестве с Bjarke Ingels Group.

В рамках этого партнерства были спроектированы и частично построены устойчивые временные конструкции в форме пончика. Каркас конструкции напечатан на 3D-принтере с использованием пластиковых отходов, местного сахарного тростника и кукурузного крахмала. Затем рамки заполняются мицелием, чтобы создать стены.

«Вместо того, чтобы вырастить дерево, требуется 20 лет, вы можете вырастить панели из мицелия за 20 дней или меньше», — объяснила Кэтрин Хуанг, партнер Bjarke Ingels Group. «Этот отпечаток, который в настоящее время сделан из переработанного пластика, также может стать биоматериалом и стать полностью компостируемым. Поэтому в конце жизни он возвращается в землю».