Βιοσύνθετα μυκηλίου: Η ανάπτυξη του δομικού σκελετού
Η παραγωγή των συμβατικών δομικών υλικών ευθύνεται για περίπου 11% των συνολικών παγκόσμιων εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, κυρίως λόγω της θερμικής πύρωσης του ασβεστόλιθου για το τσιμέντο Portland και της ενεργοβόρας τήξης του δομικού χάλυβα. Ως απάντηση, οι δομικοί βιολόγοι και τα πρωτοπόρα αρχιτεκτονικά γραφεία στρέφονται προς την αρχιτεκτονική των ζωντανών οργανισμών: συγκεκριμένα, προς τη φυτική ριζική δομή των μυκήτων, γνωστή ως μυκήλιο.
Ο κύκλος καλλιέργειας: Από γεωργικά υπολείμματα σε συμπαγή τοιχοποιία
Η παραγωγή συνθέτων υλικών μυκηλίου είναι ένα πρωτόκολλο προσθετικής, αυτοσυναρμολογούμενης βιολογικής διεργασίας. Τα γεωργικά απόβλητα, όπως τα ξυλώδη τμήματα κάνναβης, τα τεμαχισμένα στελέχη καλαμποκιού, οι ίνες λιναριού ή τα πριονίδια, παστεριώνονται για να εξουδετερωθούν τα εγγενή μικρόβια και εμβολιάζονται με καθαρά στελέχη μυκήτων, συνήθως Ganoderma lucidum ή Pleurotus ostreatus. Το μείγμα τοποθετείται σε άκαμπτα αρνητικά καλούπια ακριβείας.
Σε κύκλο τεσσάρων έως επτά ημερών μέσα σε σκοτεινά, κλιματιζόμενα καθαρά δωμάτια ζύμωσης, οι μικροσκοπικές υφές επεκτείνονται εκθετικά, εκκρίνοντας βιολογικά ένζυμα που αναλύουν την κυτταρίνη σε εύπεπτα σάκχαρα, ενώ πλέκουν γύρω από τις γεωργικές ίνες έναν πυκνό, πολυμερή τύπου μήτρας. Αφού η γεωμετρία ενοποιηθεί πλήρως, το μπλοκ αφαιρείται και θερμοπολυμερίζεται στους 80°C έως 110°C. Αυτό το ψήσιμο σταματά τη βιολογική δραστηριότητα, εξουδετερώνοντας μόνιμα τη δυνατότητα καρποφορίας των μανιταριών, ενώ σκληραίνει τα χιτινώδη κυτταρικά τοιχώματα σε ένα άκαμπτο, υδρόφοβο, μη τοξικό δομικό στοιχείο.
Ιδιότητες Υλικού και Δομικά Όρια
Το σκληρυμένο μυκήλιο παρουσιάζει ασυνήθιστο φυσικό προφίλ. Είναι ελαφρύτερο από το κυψελωτό αεριωμένο σκυρόδεμα, ενώ επιδεικνύει υψηλή απόσβεση κρούσεων, φυσική επιβράδυνση της καύσης και συντελεστές ακουστικής απορρόφησης που υπερβαίνουν το 0,75 NRC.
Προφίλ Απόδοσης: Βιολογικά Μπλοκ Μυκηλίου
• Αντοχή σε θλίψη: 0,35 MPa έως 1,85 MPa (μη φέροντα διαχωριστικά τοιχώματα και θολωτές καμάρες).
• Θερμική αγωγιμότητα (λ): 0,038–0,045 W/mK (άμεσος ανταγωνισμός με τη διογκωμένη πολυστερίνη μόνωσης).
• Ισοζύγιο άνθρακα: Καθαρή δέσμευση· δεσμεύει 1,4 kg ατμοσφαιρικού CO₂ ανά 1 kg ξηράς μάζας κατά τη φάση ανάπτυξης.
• Αντίδραση στη φωτιά: Αυτοσβήνει φυσικά λόγω της υψηλής συγκέντρωσης χιτίνης στην επιφάνεια· το στρώμα ανθρακοποίησης αποτρέπει τη βαθιά θερμική διείσδυση.
Αξιοσημείωτες Αρχιτεκτονικές Επιδείξεις
Η βιωσιμότητα του δομικού μυκηλίου αποδείχθηκε για πρώτη φορά εντυπωσιακά σε κλίμακα το 2014 από το The Living (David Benjamin) με την εγκατάσταση Hy-Fi στο MoMA PS1 της Νέας Υόρκης. Ένας κυκλικός αλυσοειδής πύργος ύψους 12 μέτρων ανεγέρθηκε με χρήση 10.000 καλλιεργημένων τούβλων μυκηλίου, που κατασκευάστηκαν χωρίς ψήσιμο σε κλίβανο. Επί τρεις μήνες εκτεθειμένος στην καλοκαιρινή υγρασία και στις θύελλες ανέμου της Νέας Υόρκης, ο πύργος διατήρησε πλήρη δομική συνοχή. Κατά την αποσυναρμολόγηση, ολόκληρη η κατασκευή κομποστοποιήθηκε σε κοινοτικούς κήπους, χωρίς κανένα υπόλειμμα για χωματερή.
Η τρέχουσα έρευνα σε ιδρύματα όπως το ETH Zurich και το Hub for Biotechnology in the Built Environment του Πανεπιστημίου Newcastle αναπτύσσει τρισδιάστατη εκτύπωση με συνεχή βιο-εξώθηση, όπου πάστες ζωντανών μυκηλιακών υδρογέλεων εκτυπώνονται ρομποτικά σε αυτοφερόμενες θολωτές οροφές με νευρώσεις.