Интересные факты о строительстве: микобетон

Группа дизайнеров, инженеров и ученых в рамках исследовательской группы «Живой текстиль», входящей в состав Центра биотехнологий в искусственной среде при Университете Ньюкасла (University of Newcastle upon Tyne; государственный исследовательский университет в Ньюкасл-апон-Тайне, Великобритания), разработала новый тип материала для экологичного строительства. Он получил название микобетон. Его основой является мицелий - корневая система грибов.

Используя формы из трикотажа в качестве гибкого каркаса или «опалубки», ученые создали композит под названием «микобетон», прочный и универсальный, позволяющий создавать легкие и экологичные строительные материалы.

«Наша цель - изменить внешний вид и ощущение архитектурного пространства, используя мицелий в сочетании с такими биологическими материалами, как шерсть, опилки и целлюлоза», — говорит доктор Джейн Скотт из университета Ньюкасла.

Для создания композитов с использованием мицелия, являющегося частью корневой сети грибов, ученые смешивают споры грибов с зернами, которыми споры 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 и называем грибами, смесь высушивается. Получающийся материал может стать дешевой и экологичной заменой пенопласту, древесине и пластику. Однако для роста мицелия необходим кислород, что ограничивает размеры и форму, создаваемых из мицелия строительных блоков.

Поэтому ученые из Ньюкасла нашли другое решение: структуры из трикотажа, которые могут превращаться из гибких в жесткие по мере роста мицелия. «Трикотажные формы легкие, гибкие и пластичные. Из них можно создавать 3D-структуры без швов и отходов» - говорит Скотт.

Ученые приготовили композит, который назвали микобетон. Он содержит кроме мицелия еще целлюлозный порошок, глицерин и ксантановую камедь (ксантановая камедь - полисахарид, который получают путём биоферментации: основу, чаще всего кукурузный крахмал или другой источник глюкозы/сахарозы, ферментируют с помощью бактерий Xanthomonas campestris, после чего осаждают спиртом; в чистом виде - белый или светло-жёлтый порошок без запаха). Эта паста подается в гибкую трикотажную «опалубку» с помощью инъекционного пистолета. Паста должна была быть достаточно жидкой для системы подачи, но достаточно плотной, чтобы держать форму.

Трубки для тестовой конструкции вязались из мериносовой пряжи, стерилизовались и крепились к жесткой конструкции на время заполнения их пастой, чтобы изменение натяжения ткани не повлияло на характеристики микобетона.

После высыхания образцы подвергались испытаниям на прочность при растяжении, сжатии и изгибе. Микобетон оказался прочнее обычных мицелиальных композитов.

Благодаря гибкой трикотажной форме удалось создать крупный прототип конструкции под названием BioKnit — сложный отдельно стоящий купол, построенный из одной детали без соединений, которые могли бы оказаться слабыми местами.

Изображение с сайта dzen.ru.

«Механические характеристики микобетона, используемого в сочетании с несъемной вязаной опалубкой, - это значительный шаг к использованию мицелия и текстильных биогибридов в строительстве», - говорит Скотт. - «В нашей работе мы показали конкретные нити, субстраты и мицелий, необходимые для создания микобетона. Однако существуют широкие возможности адаптации этого рецепта для различных применений».

В статье использована информация с сайта techinsider.ru.