Myseelibiokomposiitit: rakenteellisen rungon kasvattaminen
Tavanomaisten rakennusmateriaalien valmistus aiheuttaa noin 11 % maailman kasvihuonekaasupäästöistä, mikä johtuu pääasiassa Portland-sementtiin tarvittavan kalkkikiven lämpökalsinoinnista ja rakenneteräksen energiaa vaativasta sulattamisesta. Tämän vuoksi rakennebiologit ja eturivin arkkitehtitoimistot kääntyvät elävän organismin arkkitehtuurin puoleen, erityisesti sienten eli myseelin kasvullisen juurirakenteen puoleen.
Kasvatuskierto: maatalousjätteestä kiinteäksi muuraukseksi
Myseelikomposiitin valmistus on lisäävä, itsestään kokoonpaneva biologinen prosessi. Maatalousjätevirrat, kuten hampunlastu, silputut maissinvarret, pellavakuitu tai sahanpuru, pastöroidaan alkuperäisten mikrobien neutralisoimiseksi ja siirrostetaan puhtailla sienikannoilla, yleisesti Ganoderma lucidum tai Pleurotus ostreatus. Seos asetetaan jäykkiin tarkkuusnegatiivimuotteihin.
Neljän–seitsemän päivän jakson aikana pimeissä, ilmastoidussa käymishuoneissa mikroskooppiset rihmastot kasvavat eksponentiaalisesti, erittävät biologisia entsyymejä, jotka pilkkovat selluloosan sulaviksi sokereiksi, ja kietovat samalla maatalouskuidut tiiviiseen, polymeerimaiseen verkostoon. Kun geometria on täysin koossa, lohko irrotetaan ja kovetetaan lämmössä 80°C–110°C. Kypsennys pysäyttää biologisen toiminnan ja poistaa pysyvästi sienten itiöintipotentiaalin, samalla kun kitiiniset soluseinämät paistuvat jäykäksi, vettä hylkiväksi ja myrkyttömäksi rakennusmoduuliksi.
Materiaalin ominaisuudet ja rakenteelliset rajat
Kovetettu sienirihmasto on poikkeuksellisen fysikaalinen materiaali. Se on kevyempi kuin solubetoni, mutta osoittaa suurta iskunvaimennusta, luonnollista palonkestävyyttä ja äänenabsorptiokertoimia, jotka ylittävät 0.75 NRC.
Suorituskykyprofiili: sienirihmastolohkot
• Puristuslujuus: 0.35 MPa – 1.85 MPa (ei kantavat väliseinät ja puristuskaaret).
• Lämmönjohtavuus (λ): 0.038–0.045 W/mK (kilpailee suoraan polystyreenieristeen kanssa).
• Hiilitase: Nettositova; sitoo 1.4 kg ilmakehän CO₂:ta per 1 kg kuivapainoa kasvuvaiheen aikana.
• Reaktio tuleen: Sammuu itsestään pinnan korkean kitiinipitoisuuden ansiosta; hiiltynyt kerros estää lämmön tunkeutumisen syvälle.
Merkittäviä arkkitehtonisia esimerkkejä
Rakenteellisen sienirihmaston käyttökelpoisuus osoitettiin ensimmäisen kerran dramaattisesti mittakaavassa vuonna 2014, kun The Living (David Benjamin) toteutti Hy-Fi-installaation MoMA PS1:ssä New Yorkissa. Pyöreä, 12 metriä korkea ketjukaaritorni pystytettiin 10,000 kasvatetusta sienirihmastotiilestä, jotka valmistettiin ilman uunikypsennystä. Kolmen kuukauden ajan New Yorkin kesäkosteudelle ja myrskytuulille alttiina torni säilytti täyden rakenteellisen eheytensä. Purkamisen jälkeen koko rakennelma kompostoitiin yhteisöpuutarhoissa, eikä jäljelle jäänyt kaatopaikkajätettä.
Nykyinen tutkimus laitoksissa, kuten ETH Zürich ja Newcastlen yliopiston Hub for Biotechnology in the Built Environment, kehittää jatkuvaa biopursotus-3D-tulostusta. Siinä tahnamainen elävä sienirihmastohydrogeeli tulostetaan robotisoidusti itsekantaviksi, ribikaarikattoisiksi holveiksi.