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

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...

Ученые предложили не летать на Марс со своим цементом
Ученые предложили не летать на Марс со своим цементом

Для дальнейшего освоения космоса рано или...

Нейросеть ловит земельно-имущественных нарушителей в Москве
Нейросеть ловит земельно-имущественных нарушителей в Москве

С начала года нейросети проанализировали почти...

В Японии открыли “умный” мегаполис Цунасима
В Японии открыли “умный” мегаполис Цунасима

26 марта, в Японии, неподалеку от Йо...

С новым роботом каменщики останутся без работы
С новым роботом каменщики останутся без работы

Инженеры австралийской компании Fastbrick Robo...

Умные лестницы упростят тысячелетнюю нагрузку
Умные лестницы упростят тысячелетнюю нагрузку

Исследователи из университета Emory изобр...

Ученые выяснили, что разрушает цемент изнутри
Ученые выяснили, что разрушает цемент изнутри

Как основной строительный материал во все...

Бетон становится прочнее из-за ничего и кое-чего еще
Бетон становится прочнее из-за ничего и кое-чего еще

Итак, давайте разберемся, что потребуется...

Открыта форма идеальной арки
Открыта форма идеальной арки

Ученые из университета Уорика добились вп...

Приобрести участок под дачу полезно для здоровья
Приобрести участок под дачу полезно для здоровья

Покупка участка земли – это отличны...

Установлен оптимальный материал для соединения и пароизоляции
Установлен оптимальный материал для соединения и пароизоляции

Для осуществления воздухоизоляционных и п...

Новые строительные материалы сделают городской воздух чистым
Новые строительные материалы сделают городской воздух чистым

Мировые попытки очистить воздух трансформируют...

Биочерепица придет на смену современным кровельным материалам
Биочерепица придет на смену современным кровельным материалам

Ученые из института Фраунгофер продемонст...

Новый проект контракта минимизирует неплатежи по ипотеке
Новый проект контракта минимизирует неплатежи по ипотеке

Поскольку рост неплатежей по ссудам под&n...

"Город-сказку, город-мечту" построят в пустыне
"Город-сказку, город-мечту" построят в пустыне

Не имеющее аналогов сооружение высотой 450 мет...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Nature: Поражение лёгких при COVID долго не проходит из-за реакции иммунитета
Nature: Поражение лёгких при COVID долго не проходит из-за реакции иммунитета
Nature Energy: Создана мембрана для удаления CO2, работающая на влажности
Nature Energy: Создана мембрана для удаления CO2, работающая на влажности
В ПИШ КАИ создали «мост» к цифровому двойнику композитных преформ
В ПИШ КАИ создали «мост» к цифровому двойнику композитных преформ
JACS: Ученые выяснили, как повысить эффективность фотокатализа
JACS: Ученые выяснили, как повысить эффективность фотокатализа
PRSBBS: Несколько видов муравьев выработали одинаковые отношения с деревьями
PRSBBS: Несколько видов муравьев выработали одинаковые отношения с деревьями
Current Biology: Человеческий мозг не отсчитывает время как часы
Current Biology: Человеческий мозг не отсчитывает время как часы
Nature Communications: Доказана перспективность универсальной вакцины от гриппа
Nature Communications: Доказана перспективность универсальной вакцины от гриппа
PRC: Ядерная структура титана-48 меняется при наблюдении с разного расстояния
PRC: Ядерная структура титана-48 меняется при наблюдении с разного расстояния
Кристаллографы СПбГУ раскрыли структуру минерала, открытого более 70 лет назад
Кристаллографы СПбГУ раскрыли структуру минерала, открытого более 70 лет назад
В МТУСИ разработали систему отслеживания модели человека во время фитнеса
В МТУСИ разработали систему отслеживания модели человека во время фитнеса
Студенты СевГУ предложили способ найти сбежавшую собаку при помощи спутника
Студенты СевГУ предложили способ найти сбежавшую собаку при помощи спутника
Биоуголь из морских растений оценили как перспективный материал для катодов
Биоуголь из морских растений оценили как перспективный материал для катодов
Учёные КФУ разработали новые материалы для металл-ионных аккумуляторов
Учёные КФУ разработали новые материалы для металл-ионных аккумуляторов
Московский Политех открывает «Книгу будущего» для развития инновационных изданий
Московский Политех открывает «Книгу будущего» для развития инновационных изданий
Эффективность светодиодов для дополненной реальности выросла вдвое
Эффективность светодиодов для дополненной реальности выросла вдвое

Новости компаний, релизы

Московский вуз готовит профессионалов для защиты учебных заведений
Ведущие игроки агрорынка представят новинки на «Дне поля» в Агробиотехнопарке Казанского ГАУ
Московский Политех и ведущие российские компании запускают 79 практико-ориентированных образовательных программ
В Нижнем Новгороде проходит Шестой «ЯлФест-2024»
Студенты Университета МИСИС выиграли 2.8 млн рублей в хакатоне «Лидеры цифровой трансформации»