Forscher entwickeln neue Pilze

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Forscher des Shape Lab am Institut für Architektur und Medien der TU Graz haben MyCera entwickelt, ein neues pilzbasiertes 3D-Druckmaterial.

MyCera besteht aus Ton, Holzsägemehl und Myzel (dem vegetativen Teil von Pilzen) und wurde mit dem übergeordneten Ziel entwickelt, den CO2-Ausstoß zu reduzieren und globale Abfallmanagementprobleme zu lösen.

Dieses Forschungsprojekt nutzt Myzel als intelligent ausgerichtete Faserverstärkung, um die strukturelle Leistung von 3D-gedruckten ungebrannten Tonelementen zu verbessern und das Bioschweißen gebrannter Elemente zu ermöglichen. Da das auf Myzel basierende Material nach dem 3D-Druck weiter wächst, soll MyCera eine hohe Zugfestigkeit und strukturelle Leistung bieten.

Die Ergebnisse des Forschungsteams mit dem Titel „MyCera. „Anwendung des Myzelwachstums in digital hergestellten Tonstrukturen“ wurden im International Journal of Architectural Computing veröffentlicht.

„Das übergeordnete Forschungsziel konzentriert sich darauf, eine tragfähige und langfristige Lösung für das globale Problem der Abfallwirtschaft und der CO2-Emissionen zu finden, das auch die Bauindustrie und die Bauabfallwirtschaft betrifft“, erklärte das Team in der Forschungsarbeit.

„Das Komposit ‚MyCera‘ weist im Vergleich zur gleichen Materialmischung ohne Myzel bemerkenswerte Struktureigenschaften auf. […] Man geht davon aus, dass der hohe Anstieg der Zugfestigkeit auf den Wachstumsprozess zurückzuführen ist, der nach dem Drucken stattfindet.“

Die Forscher fügten hinzu: „Eine solche intelligente Faserverteilung hätte mit einem nicht wachsenden Material nicht erreicht werden können.“

Myzelbasierter 3D-Druck

Das Shape Lab-Team nutzte für seine Forschung einen Delta WASP 40100 Clay des italienischen 3D-Druckerherstellers WASP und nutzte das System erfolgreich für den 3D-Druck mit MyCera. Laut den Forschern eignet sich der 3D-Drucker aufgrund seines offenen Systems, seiner Größe und seiner Fähigkeit, mit jedem beliebigen Material aus der Vergangenheit in 3D zu drucken, gut für das Projekt.

Mithilfe des Delta WASP 3D-Druckers stellte das Shape Lab-Team fest, dass Myzel nicht nur die strukturelle Leistung des 3D-gedruckten Tons verbessert, sondern auch zum Bioverschweißen verschiedener Komponenten verwendet werden kann.

Den Forschern gelang es, eine Reihe von Strukturen herzustellen, indem sie 3D-gedruckte Elemente in einem Zustand zusammenfügten, in dem das Myzel weiter wuchs. Myzelfasern noch wachsender Knotenelemente könnten dann durch die Erweiterung eines Hyphennetzwerks Verbindungen eingehen. Auf diese Weise konnten benachbarte Elemente erfolgreich bioverschweißt werden.

Den Forschern zufolge könnte dies erhebliche Auswirkungen auf die Bauindustrie haben, da herkömmlicher Beton durch das nachhaltigere, biobasierte MyCera-Material ersetzt wird. Das Team plant nun, weitere Untersuchungen durchzuführen, um dieses Ziel voranzutreiben.

„Nach ausreichender Forschung können wir bestätigen, dass die vorgeschlagene Materialzusammensetzung zementbasierte Bindemittel ersetzen könnte“, behaupten die Forscher. „Um die Annahme einer vorteilhaften strukturellen Wirkung gewachsener Faserverbindungen zu überprüfen, ist ein Vergleich der Myzelfaserverstärkung mit anderen üblicherweise zur Erhöhung der Zugfestigkeit eingesetzten Fasern wie Basalt- und Glasfasern geplant.“

3D-Druck mit Myzel

Dies ist nicht das erste Mal, dass Myzel in der additiven Fertigung eingesetzt wird.

Die 3D-Druckindustrie nahm kürzlich am AM Summit Denmark 2023 teil, Skandinaviens größter jährlicher 3D-Druckkonferenz. Der Veranstalter Danish AM Hub stellte das I AM MSHRM-Projekt vor, eine laufende Zusammenarbeit mit der Bjarke Ingels Group.

Im Rahmen dieser Partnerschaft wurden ein donutförmiger, nachhaltiger temporärer Bau entworfen und teilweise gebaut. Der Rahmen der Struktur wird im 3D-Druck aus Plastikmüll, lokal angebautem Zuckerrohr und Maisstärke hergestellt. Anschließend werden die Rahmen mit Myzelium gefüllt, um die Wände zu bilden.

„Anstatt 20 Jahre zu benötigen, um einen Baum wachsen zu lassen, können Sie eine Myzelverkleidung in 20 Tagen oder weniger züchten“, erklärt Catherine Huang, Partnerin bei der Bjarke Ingels Group. „Dieser Druck, der derzeit aus recyceltem Kunststoff besteht, könnte auch zu einem Biomaterial werden und vollständig kompostierbar werden. Am Ende des Lebens landet es also wieder im Boden.“

An anderer Stelle wurde letztes Jahr bekannt gegeben, dass das in London ansässige Designstudio Blast Studio eine eigene Methode für den 3D-Druck mit Myzel entwickelt hat. Das Unternehmen verwendete das biobasierte Material, um eine lebende architektonische Gebäudesäule in 3D zu drucken. Diese über zwei Meter hohe Biomassestruktur wurde so konzipiert, dass sie dem Myzel sowohl Festigkeit als auch die notwendigen Wachstumsbedingungen bietet.

Laut Paola Garnousset, Mitbegründerin von Blast Studio, bestand das Hauptziel dieses Projekts darin, eine Mehrzweckstruktur zu schaffen, die zum Sammeln von Pilzen genutzt werden kann und gleichzeitig als funktionale Gebäudesäule dient.

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Alex ist Technologiejournalist bei 3D Printing Industry und recherchiert und schreibt gerne Artikel zu einer Vielzahl von Themen. Er verfügt über einen BA in Militärgeschichte und einen MA in Kriegsgeschichte und hat ein großes Interesse an additiven Fertigungsanwendungen in der Verteidigungs- und Luft- und Raumfahrtindustrie.