Myzel-Biokomposite: Den tragenden Rahmen wachsen lassen
Die Herstellung herkömmlicher Baustoffe verursacht etwa 11% der gesamten globalen Treibhausgasemissionen, vor allem durch das thermische Brennen von Kalkstein für Portlandzement und die energieintensive Verhüttung von Baustahl. Als Reaktion darauf wenden sich Strukturbiologen und avantgardistische Architekturbüros der Architektur lebender Organismen zu, insbesondere der vegetativen Wurzelstruktur von Pilzen, dem sogenannten Myzel.
Der Kulturzyklus: Vom landwirtschaftlichen Reststoff zum festen Mauerwerk
Die Herstellung von Myzel-Verbundstoffen ist ein additives, selbstorganisierendes biologisches Verfahren. Landwirtschaftliche Abfallströme – etwa Hanfschäben, gehäckselte Maisstängel, Flachsfasern oder Sägemehl – werden pasteurisiert, um heimische Mikroben zu neutralisieren, und mit reinen Pilzstämmen beimpft, meist Ganoderma lucidum oder Pleurotus ostreatus. Die Mischung wird in starre, präzise Negativformen gefüllt.
Über einen Zyklus von vier bis sieben Tagen in dunklen, klimakontrollierten Fermentationsreinräumen wachsen die mikroskopischen Hyphen exponentiell, scheiden biologische Enzyme aus, die Cellulose in verdauliche Zucker zerlegen, und weben dabei eine dichte, polymerartige Matrix um die landwirtschaftlichen Fasern. Sobald die Geometrie vollständig verfestigt ist, wird der Block entnommen und bei 80°C bis 110°C wärmebehandelt. Diese Erhitzung stoppt die biologische Aktivität, neutralisiert dauerhaft das Potenzial zur Pilzfruchtbildung und verwandelt die chitinhaltigen Zellwände in ein starres, hydrophobes, ungiftiges Bauelement.
Materialeigenschaften und strukturelle Grenzen
Ausgehärtetes Myzel weist ein ungewöhnliches physikalisches Profil auf. Es ist leichter als zellularer Porenbeton, zeigt dennoch eine hohe Stoßdämpfung, natürliche Flammhemmung und Schallabsorptionskoeffizienten von über 0.75 NRC.
Leistungsprofil: Myzel-Biobausteine
• Druckfestigkeit: 0.35 MPa bis 1.85 MPa (nicht tragende Trennwände und Druckgewölbe).
• Wärmeleitfähigkeit (λ): 0.038–0.045 W/mK (in direkter Konkurrenz zu expandierter Polystyrol-Dämmung).
• Kohlenstoffbilanz: Netto-Bindung; bindet während der Wachstumsphase 1.4 kg atmosphärisches CO₂ pro 1 kg Trockenmasse.
• Brandverhalten: Durch die hohe Chitinkonzentration an der Oberfläche selbstverlöschend; die Verkohlungsschicht verhindert ein tiefes Durchdringen der Hitze.
Bemerkenswerte architektonische Demonstrationen
Die Tragfähigkeit von strukturellem Myzel wurde erstmals 2014 eindrucksvoll im großen Maßstab nachgewiesen, und zwar von The Living (David Benjamin) mit der Installation Hy-Fi im MoMA PS1 in New York. Ein kreisförmiger, 12 Meter hoher Kettenlinienturm wurde aus 10.000 gezüchteten Myzelziegeln errichtet, die ohne Brennen im Ofen hergestellt wurden. Über drei Monate hinweg, dem Sommerklima von New York mit seiner Luftfeuchtigkeit und seinen Windstürmen ausgesetzt, behielt der Turm seinen strukturellen Zusammenhalt vollständig. Nach dem Rückbau wurde die gesamte Konstruktion in Gemeinschaftsgärten kompostiert, sodass kein Deponieabfall anfiel.
Aktuelle Forschung an Institutionen wie der ETH Zürich und dem Hub for Biotechnology in the Built Environment der Newcastle University entwickelt kontinuierlichen 3D-Druck mit Bio-Extrusion, bei dem pastenartiges lebendes Myzel-Hydrogel robotisch zu selbsttragenden, rippengewölbten Decken gedruckt wird.