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BioKnit Myzel-Gewölbe BioKnit Myzel-Gewölbe © Hub or Biotechnology in the Built Environment
11.08.2023

Gestrickte futuristische Öko-Gebäude aus Pilzbeton

Mycocrete, eine aus Pilzen hergestellte Paste, kann mit einem gestrickten Stoffgerüst kombiniert werden, um umweltfreundliche Bauten zu schaffen.
Wissenschaftler haben Mycocrete, eine Paste aus dem Wurzelgeflecht von Pilzen, Myzel genannt, als Baumaterial entwickelt. Durch das Einspritzen dieser Paste in ein gestricktes Textilkonstrukt entsteht ein Verbundwerkstoff, der stärker und vielseitiger ist als frühere Biomaterialien aus Pilzen und schließlich für den Bau von Leichtbaugebäuden mit geringer Umweltbelastung verwendet werden könnte.
 

Mycocrete, eine aus Pilzen hergestellte Paste, kann mit einem gestrickten Stoffgerüst kombiniert werden, um umweltfreundliche Bauten zu schaffen.
Wissenschaftler haben Mycocrete, eine Paste aus dem Wurzelgeflecht von Pilzen, Myzel genannt, als Baumaterial entwickelt. Durch das Einspritzen dieser Paste in ein gestricktes Textilkonstrukt entsteht ein Verbundwerkstoff, der stärker und vielseitiger ist als frühere Biomaterialien aus Pilzen und schließlich für den Bau von Leichtbaugebäuden mit geringer Umweltbelastung verwendet werden könnte.
 
Wissenschaftler, bemüht, die Umweltauswirkungen der Bauindustrie zu verringern, haben einen Weg entwickelt, Baumaterialien mit Hilfe von gestrickten Formteilen und dem Wurzelgeflecht von Pilzen wachsen zu lassen. Obwohl Forscher schon früher mit ähnlichen Verbundwerkstoffen experimentiert haben, war es aufgrund der Form- und Wachstumsbeschränkungen des organischen Materials schwierig, verschiedene Anwendungen zu entwickeln, die das Potenzial ausschöpfen. Durch die Verwendung der gestrickten Matrizen als flexibles Gerüst oder „Schalung“ schufen die Wissenschaftler einen Verbundstoff namens „Mycocrete“, der stärker und vielseitiger in Bezug auf Form und Gestalt ist und es den Wissenschaftlern ermöglicht, leichte und relativ umweltfreundliche Baumaterialien zu züchten.

„Unser Ziel ist es, das Aussehen, die Haptik und das sich Komfortgefühl von architektonischen Räumen zu verändern, indem wir Myzel in Kombination mit biobasierten Materialien wie Wolle, Sägemehl und Zellulose verwenden“, sagte Dr. Jane Scott von der Universität Newcastle, korrespondierende Autorin der Veröffentlichung in Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. Die Forschungsarbeit wurde von einem Team aus Designern, Ingenieuren und Wissenschaftlern der Forschungsgruppe für lebende Textilien durchgeführt, die Teil des Hub for Biotechnology in the Built Environment ist, einem von Research England finanzierten Gemeinschaftsunternehmen der Universitäten Newcastle und Northumbria.

Wurzelgeflechte
Zur Herstellung von Verbundwerkstoffen mit Myzel, einem Teil des Wurzelgeflechts von Pilzen, mischen Wissenschaftler Myzelsporen mit Getreidekörnern, von denen sie sich ernähren können, und Material, auf dem sie wachsen können. Diese Mischung wird in eine Form gepackt und in eine dunkle, feuchte und warme Umgebung gebracht, damit das Myzel wachsen kann und das Substrat fest zusammenhält. Sobald es die richtige Dichte erreicht hat, aber bevor es anfängt, Fruchtkörper – also Pilze - zu produzieren, wird es ausgetrocknet. Dieser Prozess könnte ein billiger, nachhaltiger Ersatz für Schaumstoff, Holz und Plastik sein. Allerdings benötigt das Myzel zum Wachsen Sauerstoff, was die Größe und Form herkömmlicher starrer Formen einschränkt und die derzeitigen Anwendungen begrenzt.

Gestrickte Textilien bieten eine mögliche Lösung: sauerstoffdurchlässige Formen, die sich mit dem Wachstum des Myzels von flexibel zu steif verändern können. Aber Textilien können zu weich sein, und es ist schwierig, die Formen gleichmäßig zu füllen. Scott und ihre Kollegen entwarfen eine Myzelmischung und ein Produktionssystem, mit dem das Potenzial gestrickter Formen genutzt werden kann.

„Stricken ist ein unglaublich vielseitiges 3D-Fertigungssystem“, so Scott. „Es ist leicht, flexibel und formbar. Der größte Vorteil der Stricktechnologie im Vergleich zu anderen textilen Verfahren ist die Möglichkeit, 3D-Strukturen und Formen ohne Nähte und ohne Abfall zu stricken.“

Die Wissenschaftler bereiteten Proben eines herkömmlichen Myzelkomposits als Referenz vor und züchteten sie zusammen mit Proben des Mycocrete, das ebenfalls Papierpulver, Papierfaserklumpen, Wasser, Glycerin und Xanthan enthielt. Diese Paste sollte mit einer Injektionspistole in die gestrickte Schalung eingebracht werden, um die Konsistenz der Füllung zu verbessern: Die Paste musste flüssig genug für das Einbringungssystem sein, aber nicht so flüssig, dass sie ihre Form nicht behielt.

Die Schläuche für die geplante Teststruktur wurden aus Merinogarn gestrickt, sterilisiert und an einer starren Struktur befestigt, während sie mit der Paste gefüllt wurden, so dass Spannungsänderungen des Gewebes die Leistung des Mycocrete nicht beeinträchtigen würden.

Die Zukunft bauen
Nach dem Trocknen wurden die Proben Zug-, Druck- und Biegefestigkeitstests unterzogen. Die Mycocrete-Proben erwiesen sich als fester als die herkömmlichen Mycel-Verbundproben und übertrafen die ohne gestrickte Schalung gewachsenen Mycel-Verbundstoffe. Darüber hinaus sorgte das poröse Gestrick der Schalung für eine bessere Sauerstoffverfügbarkeit, und die darin gewachsenen Proben schrumpften weniger als die meisten Myzelverbundwerkstoffe, wenn sie getrocknet werden, was darauf hindeutet, dass berechenbarere und konsistentere Herstellungsergebnisse erzielt werden könnten.

Dem Team gelang es ebenfalls, einen größeren Prototyp mit der Modellbezeichnung BioKnit zu bauen - eine komplexe, freistehende Kuppel, die dank der flexiblen Strickform aus einem einzigen Stück besteht, ohne Verbindungsstellen, die sich als Schwachstellen erweisen könnten.

„Die mechanische Leistung des Mycocrete in Kombination mit einer dauerhaft gestrickten Schalung ist ein bedeutendes Resultat und ein Schritt in Richtung der Verwendung von Myzel und textilen Biohybriden im Bauwesen“, so Scott. „In dieser Arbeit haben wir bestimmte Garne, Substrate und Myzelien spezifiziert, die notwendig sind, um ein bestimmtes Ziel zu erreichen. Es gibt jedoch zahlreiche Möglichkeiten, diese Formulierung für andere Anwendungen anzupassen. Biogefertigte Architektur könnte neue Maschinentechnologie erfordern, um Textilien in den Bausektor zu bringen.“

Quelle:

Press release adapted with thanks to Frontiers in Bioengineering and Biotechnology

interzum2017 © Koelnmesse GmbH
02.05.2017

INTERZUM 2017: VON "UPCYCLING" ÜBER "TINY HOUSE"

  • Zukunftsweisende Ideen

Die interzum ist eine besondere Plattform für spannende neue Themen und Innovationen: zum Frühlingsanfang ging auch die Leitmesse für Möbelfertigung und Innenausbau auf das Thema Natur ein. Egal, ob Biomaterialien, grüne Innovationen oder eben "Upcycling" - das Wohnen unserer Zukunft ist ebenso Thema wie der Stellenwert der interzum für Design, Inneneinrichtung und Architektur.

  • Zukunftsweisende Ideen

Die interzum ist eine besondere Plattform für spannende neue Themen und Innovationen: zum Frühlingsanfang ging auch die Leitmesse für Möbelfertigung und Innenausbau auf das Thema Natur ein. Egal, ob Biomaterialien, grüne Innovationen oder eben "Upcycling" - das Wohnen unserer Zukunft ist ebenso Thema wie der Stellenwert der interzum für Design, Inneneinrichtung und Architektur.

"Upcycling" ist einer der Begriffe, den man bei der interzum 2017 im Hinterkopf behalten sollte. Er bezeichnet eine Art Recycling, bei der aussortierte Produkte verwertet werden und dabei im besten Fall neue und hochwertige Materialien für völlig neue Produkte entstehen. Egal ob Papier, Kleidung und Stoffe - mit der nötigen Kreativität kann fast alles wiederverwendet werden, was ansonsten auf dem Müll landet. "Upcycling" bringt nicht nur Spaß, sondern schont unsere Umwelt. Die Ressourcen werden im Kreislauf gehalten und weniger Abfall produziert. Außerdem erhalten wir quasi ein neues Produkt mit wenigen bis gar keinen Kosten - eine Win-Win-Situation also. Auf der interzum wird die Sonderfläche "Circular Thinking" Themen Produkte und Hersteller vorstellen sowie über nachhaltiges "Upcycling" informieren. Auch Stühle aus Biomaterialien werden dort zu finden sein. Sitzgelegenheiten aus Pflanzenresten oder Gemüseabfällen? Was erst einmal ungewöhnlich klingt, ist so einfach wie genial. Ist das Rohmaterial doch frei und zur Genüge verfügbar und nachhaltig wiederverwertbar. So wird der "Zostera Stool" der Designerin Carolin Pertsch beispielsweise aus Seegras hergestellt, das an unsere Küsten gespült wird.

Die Natürlichkeit und der bewusste Umgang mit Ressourcen wird unser Wohnen künftig stark beeinflussen, wahrscheinlich sogar mehr denn je. Denn die Bevölkerung wächst immer weiter und die Ressourcen nehmen ab. Einen Grund mehr sich von der Sonderfläche "Circular Thinking" inspirieren zu lassen. Inspirieren lassen hat sich auch der American Hardwood Export Council (AHEC), und zwar aus der Natur. Das Projekt "The Workshop of Dreams" zeigt wie die kreative Verarbeitung von amerikanischen Laubhölzern aussieht. Auf der interzum werden kreative und überraschende Entwürfe präsentieren, wie beispielsweise den Holz- Pavillion "The Smile".

So viel Nachhaltigkeit und Innovation soll natürlich auch belohnt werden. Der "Green Product Award" wird in 14 Kategorien vergeben und zeichnet getreu dem Motto "How do we live tomorrow?" besonders innovative und grüne Produkte aus.

Mit unserem Leben von morgen beschäftigt sich auch das "Tiny House". Wohnraum wird immer teurer, wodurch mehr denn je nach Lösungen gesucht werden, die mit wenig Platz dennoch maximalen Komfort bieten. Auf übersichtlichen 8 m2 bietet das "Tiny House", ein Haus im Miniformat, alles, was man zum platzsparenden Leben braucht und sogar noch mehr: Da das Haus auf Rädern steht sind der Mobilität keine Grenzen gesetzt.

Die Sonderfläche "Mobile Spaces" zeigt den großen Einfluss dieser Mobilität auf unser Leben. Durch Autos, Flugzeuge oder Schiffe sind wir heute so mobil wie nie. Deshalb verlangt die Gestaltung von mobilen Räumen individuelle Lösungen, da die Anforderungen an sich bewegende Räume eine andere ist. Vorgestellte Oberflächen, Textilien und Beschläge sollen optimale Beispiele für die mobile Einrichtung, insbesondere im Bereich Caravaning, bieten.

Die interzum zeigt in diesem Jahr vielfältige Inspirationsmöglichkeiten für die Gestaltung von zukünftigen Lebensräumen, die nicht nur der international agierende Architekt Peter Ippolito schätzt. Auch Prof. Dr. Peter Zec von Red Dot beobachtet die aktuellen Entwicklungen und Trends in der Branche und hebt insbesondere die Entwicklung von natürlichen Materialien hervor sowie die Kombination mit neuster Technik. Um diese Innovationen zu würdigen, wird der interzum award: intelligent material & design vergeben.

Damit auch keine Innovationen unentdeckt bleiben, sollen auch junge Unternehmen auf der interzum vertreten sein. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Technik (BMWi) unterstützt diese mithilfe ihres Förderprogramms. So können die Unternehmen Messekosten sparen können und die Chance erhalten ihre Neuheiten zu präsentieren und zu vermarkten.

Die Gestaltung unserer zukünftigen Lebensräume steht auf der diesjährigen interzum im Fokus. Die Weltleitmesse bietet dabei die ideale Plattform für alle zukunftsweisenden Innovationen und wird den Dialog über zukünftige Einrichtungswelten mehr als beflügeln.