Дома будущего будут расти как грибы

Ученые в надежде снизить воздействие строительной индустрии на окружающую среду разработали способ выращивания строительных материалов с помощью вязаных форм и корневой сети грибов.

Хотя исследователи уже проводили эксперименты с подобными композитами, ограничения, связанные с формой и ростом органического материала, затрудняли разработку. Используя вязаные формы в качестве гибкого каркаса или «опалубки», ученые создали композит под названием „микобетон“, который является более прочным и универсальным с точки зрения формы, позволяя выращивать легкие и относительно экологичные строительные материалы.

Наша цель — изменить внешний вид и восприятие архитектурного пространства, используя мицелий в сочетании с такими биологически чистыми материалами, как шерсть, опилки и целлюлоза, — говорит д-р Джейн Скотт из университета Ньюкасла, автор-корреспондент статьи в журнале Frontiers in Bioengineering and Biotechnology.

Исследование провели дизайнеры, инженеры и ученые в рамках исследовательской группы «Живой текстиль», входящей в состав Центра биотехнологий в искусственной среде при Ньюкаслском университете, который финансирует организация Research England.

Корневые сети

Для создания композитов с использованием мицелия, являющегося частью корневой сети грибов, ученые смешивают споры мицелия с зернами, которыми они могут питаться, и материалом, на котором они могут расти. Эта смесь упаковывается в форму и помещается в темную, влажную и теплую среду, чтобы мицелий мог расти, плотно скрепляя субстрат. После достижения нужной плотности, но до начала образования плодовых тел, которые мы называем грибами, смесь высушивается. Этот процесс может стать дешевой и экологичной заменой пенопласту, древесине и пластику. Однако для роста мицелия необходим кислород, что ограничивает размеры и форму обычных жестких форм и пока не позволяет использовать их.

Возможное решение предлагает вязынй текстиль — кислородопроницаемые формы, способные превращаться из гибких в жесткие по мере роста мицелия. Однако текстиль может быть слишком податливым, и его трудно последовательно упаковывать в формы. Скотт и ее коллеги задались целью разработать смесь мицелия и производственную систему, которые могли бы использовать потенциал вязаных форм.

Вязаные формы — это невероятно универсальная система 3D-производства, — говорит Скотт.

Она легкая, гибкая и пластичная. Основным преимуществом технологии вязания по сравнению с другими текстильными процессами является возможность вязать 3D-структуры и формы без швов и отходов.

В качестве контроля ученые приготовили образцы обычного мицелиального композита, которые выращивались вместе с образцами микобетона, также содержащего бумажный порошок, комки бумажных волокон, воду, глицерин и ксантановую камедь. Эта паста предназначалась для подачи в трикотажную опалубку с помощью инъекционного пистолета для улучшения консистенции упаковки: паста должна была быть достаточно жидкой для системы подачи, но не настолько жидкой, чтобы не держать форму.

Трубки для планируемой испытательной конструкции вязали из мериносовой пряжи, стерилизовали и крепили к жесткой конструкции на время заполнения их пастой, чтобы изменение натяжения ткани не влияло на характеристики микобетона.

Строим будущее

После высыхания образцы подвергались испытаниям на прочность при растяжении, сжатии и изгибе. Образцы микобетона оказались прочнее обычных образцов мицелиальных композитов и превзошли по прочности мицелиальные композиты, выращенные без трикотажной опалубки. Кроме того, пористая трикотажная ткань опалубки обеспечивала лучший доступ кислорода, а образцы, выращенные в ней, меньше усыхали, чем большинство композитных материалов из мицелия после высыхания, что позволяет говорить о более предсказуемых и стабильных результатах производства.

Благодаря гибкой трикотажной форме удалось создать более крупный прототип конструкции под названием BioKnit — сложный отдельно стоящий купол, выполненный в виде единой детали без соединений, которые могли бы оказаться слабыми местами.

Механические характеристики микобетона, используемого в сочетании с несъемной вязаной опалубкой, — это важный результат и еще один шаг к использованию мицелия и текстильных биогибридов в строительстве, — заключила Скотт.

В данной работе мы указали конкретные нити, субстраты и мицелий, необходимые для достижения конкретной цели. Однако существуют широкие возможности адаптации этой рецептуры для различных применений. Для продвижения текстиля в строительный сектор может потребоваться новая машинная технология.

14.07.2023


Подписаться в Telegram



Дом

В ТОГУ будут использовать лазерные сканеры для создания идеальных зданий
В ТОГУ будут использовать лазерные сканеры для создания идеальных зданий

Проект, который поможет использовать современн...

Мордовские ученые создали бетон нового поколения
Мордовские ученые создали бетон нового поколения

Новый вид бетона, который сам уплотн...

Nature Cities: Холодные крыши смягчают зной и спасают жизни
Nature Cities: Холодные крыши смягчают зной и спасают жизни

До 249 жизней можно было бы спасти в ...

Знак качества: построено из песка и бактерий
Знак качества: построено из песка и бактерий

Исследователи успешно вырастили бактериальные ...

Ученые из Токио представили проект окон для подвальных помещений
Ученые из Токио представили проект окон для подвальных помещений

Ученые Института промышленных наук IIS Токийск...

Дома будущего будут расти как грибы
Дома будущего будут расти как грибы

Ученые в надежде снизить воздействие стро...

В Москве открыли цифровой отель
В Москве открыли цифровой отель

Все клиентские процессы в новом отеле, от...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Воздух, который делает нас глупее: что наука знает о влиянии загрязнения на мозг
Воздух, который делает нас глупее: что наука знает о влиянии загрязнения на мозг
Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности
Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности
Океан Энцелада: жизнь может быть ближе, чем мы думаем, но скрыта от нас
Океан Энцелада: жизнь может быть ближе, чем мы думаем, но скрыта от нас
Жизнь в капле: ученые раскрыли секрет древних протоклеток
Жизнь в капле: ученые раскрыли секрет древних протоклеток
Эволюция в действии: почему одни мушки побеждают вирусы, а другие нет
Эволюция в действии: почему одни мушки побеждают вирусы, а другие нет
Гены в режиме ожидания: как клетки решают, кем стать
Гены в режиме ожидания: как клетки решают, кем стать
Микробы в космосе: как L-серин поможет найти жизнь на Марсе
Микробы в космосе: как L-серин поможет найти жизнь на Марсе
Новый ключ к лечению аритмии: сделано открытие, которое изменит кардиологию
Новый ключ к лечению аритмии: сделано открытие, которое изменит кардиологию
Световая атака: как зеленый свет помогает бороться с коронавирусом и энцефалитом
Световая атака: как зеленый свет помогает бороться с коронавирусом и энцефалитом
ИИ, которому можно доверять: ACHILLES объединяет технологии, этику и экологию
ИИ, которому можно доверять: ACHILLES объединяет технологии, этику и экологию
Молодые умы и большие деньги: Татарстан выделяет 250 млн рублей на инновации
Молодые умы и большие деньги: Татарстан выделяет 250 млн рублей на инновации
23 мышцы, которые меняют все: создана новая модель для лечения боли
23 мышцы, которые меняют все: создана новая модель для лечения боли
700 000 участниц, 11 миллионов фунтов и шанс победить рак
700 000 участниц, 11 миллионов фунтов и шанс победить рак
Блины с пользой: ученые превратили вредный завтрак в суперфуд
Блины с пользой: ученые превратили вредный завтрак в суперфуд
Квантовый щит: физика меняет правила игры в цифровой безопасности
Квантовый щит: физика меняет правила игры в цифровой безопасности

Новости компаний, релизы

На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
ХимБиоПлюс — шанс для школьников всей России
Правительство Республики Казахстан пригласило МИФИ войти в совет по стратегическому партнерству в науке и образовании
МФТИ подготовил более 140 специалистов в области синхротронных и нейтронных исследований
В Москве открыт памятник «отцу» советского ядерного оружия