Los científicos tejen eco futurista

14 de julio de 2023

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por Fronteras

Los científicos que esperan reducir el impacto ambiental de la industria de la construcción han desarrollado una forma de cultivar materiales de construcción utilizando moldes tejidos y la red de raíces de hongos. Aunque los investigadores han experimentado con compuestos similares antes, la forma y las limitaciones de crecimiento del material orgánico han dificultado el desarrollo de diversas aplicaciones que aprovechen su potencial.

Utilizando los moldes tejidos como marco flexible o "encofrado", los científicos crearon un compuesto llamado "micohormigón" que es más fuerte y más versátil en términos de forma, lo que les permite cultivar materiales de construcción livianos y relativamente ecológicos.

"Nuestra ambición es transformar la apariencia, la sensación y el bienestar de los espacios arquitectónicos utilizando micelio en combinación con materiales de origen biológico como lana, aserrín y celulosa", dijo la Dra. Jane Scott de la Universidad de Newcastle, autora correspondiente del artículo en Fronteras en Bioingeniería y Biotecnología. La investigación fue realizada por un equipo de diseñadores, ingenieros y científicos del Living Textiles Research Group, parte del Centro de Biotecnología en el Entorno Construido de la Universidad de Newcastle.

Para hacer compuestos usando micelio, parte de la red de raíces de los hongos, los científicos mezclan esporas de micelio con granos de los que pueden alimentarse y material sobre el que pueden crecer. Esta mezcla se envasa en un molde y se coloca en un ambiente oscuro, húmedo y cálido para que el micelio pueda crecer, uniendo firmemente el sustrato.

Una vez que alcanza la densidad adecuada, pero antes de que empiece a producir los cuerpos fructíferos que llamamos hongos, se seca. Este proceso podría proporcionar un reemplazo económico y sostenible de la espuma, la madera y el plástico. Pero el micelio necesita oxígeno para crecer, lo que limita el tamaño y la forma de los moldes rígidos convencionales y limita las aplicaciones actuales.

Los tejidos de punto ofrecen una posible solución: moldes permeables al oxígeno que podrían pasar de flexibles a rígidos con el crecimiento del micelio. Pero los textiles pueden ser demasiado flexibles y es difícil empaquetar los moldes de manera consistente. Scott y sus colegas se propusieron diseñar una mezcla de micelio y un sistema de producción que pudiera explotar el potencial de las formas tejidas.

"El tejido es un sistema de fabricación 3D increíblemente versátil", afirmó Scott. "Es liviano, flexible y moldeable. La principal ventaja de la tecnología de tejido en comparación con otros procesos textiles es la capacidad de tejer estructuras y formas 3D sin costuras ni desperdicios".

Los científicos prepararon muestras de compuesto de micelio convencional como controles y las cultivaron junto con muestras de micocreto, que también contenía polvo de papel, grumos de fibras de papel, agua, glicerina y goma xantana. Esta pasta fue diseñada para ser aplicada en el encofrado tejido con una pistola de inyección para mejorar la consistencia del empaque: la pasta debía ser lo suficientemente líquida para el sistema de entrega, pero no tanto como para no mantener su forma.

Los tubos para su estructura de prueba planificada se tejieron con hilo merino, se esterilizaron y se fijaron a una estructura rígida mientras se llenaban con la pasta, de modo que los cambios en la tensión de la tela no afectaran el rendimiento del micocreto.

Una vez secas, las muestras fueron sometidas a ensayos de resistencia en tensión, compresión y flexión. Las muestras de micocreto demostraron ser más fuertes que las muestras compuestas de micelio convencionales y superaron a los compuestos de micelio cultivados sin encofrado tejido. Además, el tejido poroso del encofrado proporcionó una mejor disponibilidad de oxígeno y las muestras cultivadas en él se encogieron menos que la mayoría de los materiales compuestos de micelio cuando se secaron, lo que sugiere que se podrían lograr resultados de fabricación más predecibles y consistentes.

El equipo también pudo construir una estructura prototipo de prueba de concepto más grande llamada BioKnit: una compleja cúpula independiente construida en una sola pieza sin uniones que podrían resultar puntos débiles, gracias a la forma tejida flexible.

"El rendimiento mecánico del micohormigón utilizado en combinación con encofrados tejidos permanentes es un resultado significativo y un paso hacia el uso de micelio y biohíbridos textiles en la construcción", dijo Scott. "En este artículo hemos especificado hilos, sustratos y micelio particulares necesarios para lograr un objetivo específico. Sin embargo, existe una gran oportunidad para adaptar esta formulación a diferentes aplicaciones. La arquitectura biofabricada puede requerir nueva tecnología de máquinas para trasladar los textiles al sector de la construcción. "

Más información: Romy Kaiser et al, BioKnit: desarrollo de pasta de micelio para uso con encofrados textiles permanentes, Frontiers in Bioengineering and Biotechnology (2023). DOI: 10.3389/fbioe.2023.1229693

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