Bouwen met schimmels
Innovatief VUB-onderzoek naar duurzame materialen
Sinds decennia onttrekken we materialen aan natuurlijke bronnen zoals fossiele brandstoffen zonder rekening te houden met de gevolgen voor het milieu. Plastic, beton en synthetische composieten zijn voorbeelden van zulke materialen. Maar wat als we deze zouden kunnen vervangen door echt circulair duurzame, biologisch afbreekbare materialen? Elise Elsacker, onderzoekster bij de onderzoeksgroepen Architectural Engineering en Microbiologie van de Vrije Universiteit Brussel onderzocht het en ontdekte dat schimmels hier best wat mogelijkheden voor bieden. ‘Ik wil met mijn onderzoek de mogelijkheden verkennen van nieuwe productietechnieken voor architectonische toepassingen met schimmels. Denk maar aan bio-afbreekbare tijdelijke constructies, isolatie, binnenmuren en meubels,” zegt Elsacker.
De traditionele maakindustrie, die grotendeels gebaseerd is op fossiele brandstoffen en ruwe grondstoffen, staat steeds meer ter discussie. Enerzijds hebben we een overvloed aan synthetische materialen die te traag degraderen (zoals plastic), en anderzijds genereert de landbouwindustrie heel wat biomassa-afval dat op dit moment wordt verbrand. Milieuvervuiling en schaarste aan natuurlijke bronnen hebben geleid tot een verhoogde interesse in de ontwikkeling van meer duurzame materialen.
Elsacker deed voor haar doctoraat onder leiding van Prof. Lars De Laet en Prof. Eveline Peeters onderzoek naar zwammen, die zulke circulaire en biologisch afbreekbare materialen kunnen vormen. Meer bepaald deed ze onderzoek naar mycelium, de witte wortels van zwammen, die een soort lijm vormen tussen de vezels. Zwammen zijn alomtegenwoordig in natuurlijke ecosystemen en brengen het grootste deel van hun schimmelleven ondergronds door. In het bos hebben schimmels een essentiële functie: het degraderen van hard houtachtig plantmateriaal. Elise Elsacker onderzocht welke factoren de biologische en materiële eigenschappen van myceliummaterialen beïnvloeden, evenals de verschillende aspecten die een rol spelen in de productie van composieten gegroeid met mycelium.
De juiste schimmel vinden
Er bestaan een paar miljoen verschillende schimmelsoorten. Elsacker ontwikkelde daarom een methode om schimmels te selecteren op basis van biologische, chemische en mechanische prestatiecriteria. Verder onderzocht ze de interactie tussen schimmels en vezels evenals de materiaaleigenschappen van deze composieten met verschillende soorten natuurlijke vezels. Ze onderzocht hoe je de structurele eigenschappen van myceliummaterialen kan verbeteren door het toevoegen van verschillende additieven alsook door het samenpersen van het materiaal tot panelen. Daarnaast ontwikkelde Elsacker een nieuw fabricageproces voor de vervaardiging van architecturale bekistingen met behulp van robots en experimenteerde ze met het 3D-printen van myceliummaterialen, zoals stoelen uit mycelium.
Zullen we in de toekomst met z'n allen op schimmelstoelen zitten? “Waarschijnlijk niet,” zegt Elsacker. "Myceliummaterialen zijn veelbelovend, maar het is niet de bedoeling om alle synthetische materialen te vervangen door zelfgegroeide biomaterialen. Deze materialen dienen om afvalstromen te verwerken en niet om nieuwe afvalstromen te creëren om aan een productievraag te voldoen. Het resultaat van mijn onderzoek kadert daarom vooral in een strategische transitie naar een circulaire, op biologische grondstoffen gebaseerde samenleving. Myceliummaterialen bieden een duurzaam antwoord op de verspilling van grondstoffen."
Het werk van Elsacker dient als een basiswerk voor verder onderzoek en nieuwe toepassingen: “Schimmels kunnen ons ook helpen om andere milieuproblemen aan te pakken,” weet Elsacker. “Zoals het groeien van leersubstituten, het dichten van barsten in beton en zelfs het remediëren van vervuiling door zware metalen en radioactief afval. De fascinatie voor het gesofisticeerde gedrag van mycelium heeft zich alvast verder uitgebreid op de Vrije Universiteit Brussel met nieuwe interdisciplinaire onderzoeksprojecten.”
