Gli scienziati lavorano a maglia eco futuristica

14 luglio 2023

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di Frontiere

Gli scienziati che sperano di ridurre l'impatto ambientale del settore edile hanno sviluppato un modo per coltivare materiali da costruzione utilizzando stampi lavorati a maglia e la rete radicale dei funghi. Sebbene i ricercatori abbiano già sperimentato compositi simili in precedenza, la forma e i vincoli di crescita del materiale organico hanno reso difficile lo sviluppo di diverse applicazioni che ne realizzino il potenziale.

Utilizzando gli stampi lavorati a maglia come una struttura flessibile o "cassero", gli scienziati hanno creato un composito chiamato "mycocrete" che è più forte e più versatile in termini di forma e forma, consentendo agli scienziati di coltivare materiali da costruzione leggeri e relativamente ecologici.

"La nostra ambizione è trasformare l'aspetto, la sensazione e il benessere degli spazi architettonici utilizzando il micelio in combinazione con materiali di origine biologica come lana, segatura e cellulosa", ha affermato la dott.ssa Jane Scott dell'Università di Newcastle, autrice corrispondente dell'articolo in Frontiere della Bioingegneria e delle Biotecnologie. La ricerca è stata condotta da un team di designer, ingegneri e scienziati del Living Textiles Research Group, parte dell’Hub for Biotechnology in the Built Environment dell’Università di Newcastle.

Per realizzare compositi utilizzando il micelio, parte della rete radicale dei funghi, gli scienziati mescolano le spore del micelio con i grani di cui possono nutrirsi e il materiale su cui possono crescere. Questa miscela viene confezionata in uno stampo e posta in un ambiente buio, umido e caldo in modo che il micelio possa crescere, legando saldamente insieme il substrato.

Una volta raggiunta la giusta densità, ma prima che inizi a produrre i corpi fruttiferi che chiamiamo funghi, viene essiccato. Questo processo potrebbe fornire un sostituto economico e sostenibile per schiuma, legno e plastica. Ma il micelio ha bisogno di ossigeno per crescere, il che limita le dimensioni e la forma degli stampi rigidi convenzionali e limita le applicazioni attuali.

I tessuti a maglia offrono una possibile soluzione: stampi permeabili all’ossigeno che potrebbero cambiare da flessibili a rigidi con la crescita del micelio. Ma i tessuti possono essere troppo cedevoli ed è difficile imballare gli stampi in modo coerente. Scott e i suoi colleghi hanno deciso di progettare una miscela di micelio e un sistema di produzione in grado di sfruttare il potenziale delle forme lavorate a maglia.

"Il lavoro a maglia è un sistema di produzione 3D incredibilmente versatile", ha affermato Scott. "È leggero, flessibile e modellabile. Il vantaggio principale della tecnologia di lavorazione a maglia rispetto ad altri processi tessili è la capacità di realizzare strutture e forme 3D senza cuciture e senza sprechi."

Campioni di micelio composito convenzionale sono stati preparati dagli scienziati come controlli e cresciuti insieme a campioni di mycocrete, che conteneva anche polvere di carta, grumi di fibre di carta, acqua, glicerina e gomma di xantano. Questa pasta è stata progettata per essere erogata nella cassaforma a maglia con una pistola ad iniezione per migliorare la consistenza dell'imballaggio: la pasta doveva essere sufficientemente liquida per il sistema di erogazione, ma non così liquida da non mantenere la sua forma.

I tubi per la struttura di prova prevista sono stati realizzati con filato merino, sterilizzati e fissati a una struttura rigida mentre venivano riempiti con la pasta, in modo che i cambiamenti nella tensione del tessuto non influenzassero le prestazioni del micocrete.

Una volta essiccati, i campioni sono stati sottoposti a prove di resistenza a trazione, compressione e flessione. I campioni di mycocrete si sono rivelati più resistenti dei campioni compositi di micelio convenzionali e hanno sovraperformato i compositi di micelio coltivati ​​senza cassaforma a maglia. Inoltre, il tessuto a maglia poroso della cassaforma ha fornito una migliore disponibilità di ossigeno e i campioni cresciuti al suo interno si sono ridotti meno della maggior parte dei materiali compositi in micelio quando vengono essiccati, suggerendo che si potrebbero ottenere risultati di produzione più prevedibili e coerenti.