科学者が未来のエコを編む

2023 年 7 月 14 日

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- アーティスト: フロンティアーズ

建設業界による環境への影響を軽減したいと考えている科学者たちは、編み型と菌類の根のネットワークを使用して建築材料を栽培する方法を開発しました。 研究者らは以前にも同様の複合材料を実験したことがあるが、有機材料の形状と成長の制約により、その可能性を発揮する多様な用途の開発が困難になっていた。

編まれた金型を柔軟なフレームワークまたは「型枠」として使用して、科学者らは「マイコクリート」と呼ばれる複合材料を作成しました。これは、形状や形状の点でより強力で、より多用途であり、科学者は軽量で比較的環境に優しい建築材料を開発することができます。

「私たちの目標は、ウール、おがくず、セルロースなどのバイオベースの材料と菌糸体を組み合わせて使用​​して、建築空間の外観、感触、快適さを変えることです」と、論文の責任著者であるニューカッスル大学のジェーン・スコット博士は述べています。生物工学とバイオテクノロジーのフロンティア。 この研究は、ニューカッスル大学の建築環境におけるバイオテクノロジーハブの一部であるリビングテキスタイル研究グループのデザイナー、エンジニア、科学者からなるチームによって実施されました。

菌類の根のネットワークの一部である菌糸体を使って複合材料を作るために、科学者たちは菌糸体の胞子を、菌糸体が食べられる穀物や菌糸体が成長できる材料と混合します。 この混合物を型に詰め、暗く湿気の多い暖かい環境に置き、菌糸体を成長させて基質をしっかりと結合させます。

適切な密度に達したら、キノコと呼ばれる子実体を生成し始める前に、乾燥させます。 このプロセスは、フォーム、木材、プラスチックの安価で持続可能な代替品を提供する可能性があります。 しかし、菌糸体は成長するために酸素を必要とするため、従来の硬い型のサイズと形状が制限され、現在の用途が制限されます。

ニットテキスタイルは、解決策の可能性を提供します。それは、菌糸体の成長に伴って柔軟な状態から硬い状態に変化する酸素透過性の型です。 しかし、テキスタイルは柔軟性が高すぎるため、型に一貫して詰めるのが困難です。 スコットと彼女の同僚は、ニット形状の可能性を活用できる菌糸体の混合物と生産システムの設計に着手しました。

「編み物は非常に多用途な 3D 製造システムです」と Scott 氏は言います。 「軽量で、柔軟性があり、成形可能です。他の繊維プロセスと比較したニット技術の主な利点は、縫い目や無駄がなく、3D 構造と形状を編むことができることです。」

従来の菌糸体複合材料のサンプルは対照として科学者によって調製され、紙粉、紙繊維の塊、水、グリセリン、キサンタンガムも含まれるマイコクリートのサンプルと一緒に増殖させた。 このペーストは、充填の一貫性を向上させるために、射出ガンを使用して編まれた型枠に注入されるように設計されています。ペーストは、注入システムに十分な液体である必要がありますが、形状を保持できなくなるほど液体ではありません。

計画されたテスト構造のチューブはメリノ糸で編まれ、滅菌され、ペーストが充填されている間剛構造に固定されたため、生地の張力の変化がマイコクリートの性能に影響を与えません。

乾燥後、サンプルは引張、圧縮、屈曲における強度試験に供されました。 マイコクリートサンプルは従来の菌糸体複合サンプルよりも強度が高く、編み型枠を使用せずに成長させた菌糸体複合材よりも優れた性能を発揮することが証明されました。 さらに、型枠の多孔質ニット生地は酸素の利用可能性を高め、その中で成長させたサンプルは乾燥時のほとんどの菌糸体複合材料よりも収縮が少なく、より予測可能で一貫した製造結果が達成できることを示唆しています。