ساخت مصالح ساختمانی قارچی برای حفظ محیط زیست

دانشمندان با استفاده از قارچ، موفق به ساخت مصالح ساختمانی سازگار با محیط زیست به نام “میکوکریت” شدند که نوعی کامپوزیت میسیلیومی است.

به گزارش تکناک، صنعت ساخت و ساز در آینده به سمت سبز شدن می رود و پژوهشگران راهی برای توسعه مصالح ساختمانی با استفاده از قالب‌های بافتنی و شبکه‌های ریشه قارچ‌ها پیش می‌برند.

تحقیقات قبلی در زمینه کامپوزیت‌های مشابه انجام شده است، اما شکل و محدودیت‌های رشد مواد آلی، توسعه کاربردهای متنوع را دشوار کرده است.

در حال حاضر، تیمی از طراحان، مهندسان و دانشمندان در گروه تحقیقاتی Living Textiles فعالیت می‌کنند. این گروه جزئی از مرکز بیوتکنولوژی در دانشگاه نیوکاسل است و توسط Research England حمایت مالی می‌شود. آن‌ها از قالب‌های بافتنی به‌عنوان چارچوب انعطاف‌پذیر یا قالب‌های بندی استفاده کرده‌اند و یک ماده ترکیبی به نام “میکوکریت” را ایجاد کرده‌اند. این ماده از نظر شکل و فرم محکم و متنوع است.

دکتر جین اسکات، نویسنده مسئول مقاله در مجله “Frontiers in Bioengineering and Biotechnology”، اظهار داشت: هدف ما در این تحقیق، تغییر ظاهر، احساس و رفاه در فضاهای معماری استفاده از میسلیوم در ترکیب با مواد زیستی مانند پشم، خاک اره و سلولز است.

میکوکریت چگونه ساخته شده است؟

محققان به منظور ساخت کامپوزیت های میکوکریت با استفاده از میسلیوم، از روشی استفاده کردند که قابلیت جایگزینی ارزان و پایدار برای فوم، الوار و پلاستیک را داشته باشد. با این حال، این سیستم با محدودیتی مواجه بود که میسلیوم برای رشد به اکسیژن نیاز داشت.

یکی از راه حل‌های ممکن برای این مشکل، استفاده از منسوجات بافتنی بودند؛ قالب‌های نفوذپذیر به اکسیژن که می‌توانستند با رشد میسلیوم از حالت انعطاف‌پذیر به سفت تغییر کنند.

اسکات گفت: بافندگی یک سیستم تولید سه بعدی فوق العاده کاربردی است. زیرا سبک، انعطاف‌پذیر و شکل‌پذیر است. مزیت اصلی فناوری بافندگی در مقایسه با سایر فرآیندهای نساجی، توانایی بافتن سازه ها و فرم های سه بعدی بدون درز و بدون ضایعات است.

این تیم، نمونه‌هایی از میکوکریت تولید کرده است. میکوکریت یک نوع خمیر است که توسط تفنگ تزریقی در قالب بافتنی قرار می‌گیرد و برای بهبود قوام بسته‌بندی طراحی شده است. خمیر باید به اندازه کافی مایع باشد تا در سیستم توزیع به راحتی حرکت کند، اما نه آنقدر مایع که شکل خود را از دست دهد.

سپس نمونه‌ها تحت آزمایش‌های استحکام در کشش، فشرده‌سازی و خمش قرار گرفتند. نتایج نشان داد که این نمونه‌ها قوی‌تر از نمونه‌های کامپوزیت میسلیوم معمولی هستند و عملکرد بهتری از کامپوزیت‌های میسلیوم رشد یافته بدون قالب‌های بافتنی دارند.

یک سازه نمونه اولیه اثبات مفهوم به نام BioKnit نیز ساخته شد. این نمونه شامل یک گنبد مستقل و پیچیده بود که به صورت یک قطعه یکپارچه و بدون اتصال ساخته شده است. درباره این موضوع، اسکات در یک بیانیه اظهار کرد: استفاده از مایکروکریت با عملکرد مکانیکی، به همراه قالب‌های بافتنی دائمی، تاکید مهمی بر استفاده از میسلیوم و بیوهیبریدهای نساجی در صنعت ساخت‌وساز دارد.

او اضافه کرد: در این مقاله، ما رشته‌ها، بسترها و میسلیوم‌های خاصی را شناسایی کرده‌ایم که برای دستیابی به یک هدف خاص اساسی هستند. با این حال، امکانات گسترده‌ای برای اعمال این فرمول در کاربردهای متنوع وجود دارد. برای پیاده‌سازی معماری ساخت زیستی، احتمالاً به تکنولوژی ماشینی جدیدی نیاز است تا بتواند بافت ها را به بخش ساخت و ساز منتقل کند.