До 10 години ще строим сгради от гъби, усещащи околната среда

В кабинета си в Холандия, професор Хан Вьостен показва твърд, подобен на гъба блок. Това е материал, който той е направил през 2012 г., използвайки сложната коренова мрежа на гъбите. Той има смели прогнози за потенциала на този материал.

„След десет години би трябвало да имаме първите гъбични сгради“, каза Вьостен, професор по молекулярна биология в университета в Утрехт.

Той не говори за мухлясали стени, а за нещо далеч по-вълнуващо – материали, които са живи, устойчиви и пълни с потенциал.

Вьостен изучава как различните гъби функционират в рамките на мицела – интернет на природата, жива мрежа от нишки, която подхранва гъбите и свързва растенията чрез споделяне на ресурси и информация.

Сега той разработва гъбични „нишки“ в устойчиви, биоразградими алтернативи на пластмаса, дърво и кожа – материали, които вече дават нови приложения в модата, мебелите и строителството.

Вьостен е част от екип от изследователи от Белгия, Дания, Гърция, Холандия, Норвегия и Обединеното кралство, които изследват радикална идея: какво ще стане, ако материалите, с които строим, биха могли да растат, да се самовъзстановяват и дори да усещат околната среда?

Тази финансирана от ЕС изследователска инициатива, наречена Fungateria, разработва инженерни живи материали (ELM) чрез сливане на гъбичен мицел с бактерии – създавайки адаптивни, самовъзстановяващи се материали, които правят това, което конвенционалните продукти не могат.

За разлика от традиционните материали като бетон или пластмаса, ELM могат да растат, да се самовъзстановяват, да усещат промени в средата си и понякога дори да се адаптират с течение на времето.

Изследователите се стремят да проектират тези материали така, че да съчетават силата на естествения растеж с функционалността на инженерството. Например, стени, които сами затварят пукнатините си, строителни блокове, които абсорбират CO2 _, или повърхности, които могат да пречистват въздуха.

Целта е да се създадат устойчиви материали с ниско съдържание на отпадъци, които работят в съответствие с природата, а не срещу нея, отваряйки вратата към по-интелигентна и по-зелена архитектура и продукти.

„Вече можем да произвеждаме материали, подобни на кожа, или изолационни панели от тези разширени гъбични мрежи“, каза Вьостен. „Сега искаме да преминем към следващия етап и да отглеждаме сгради, но по контролиран начин.“

Могат да се направят значителни икономии. Строителният сектор генерира повече от една трета от общото количество отпадъци в ЕС. 

Емисиите на парникови газове от добива на материали и производството на строителни продукти, както и от строителството и ремонта на сгради, допринасят с приблизително 5% до 12% от общите  национални емисии на държавите членки на ЕС. По-голямата ефективност на материалите би могла да спести 80% от тези емисии. 

От решаващо значение е, че докато производството на бетон отделя много големи количества CO2 _в атмосферата, допринасяйки за изменението на климата, сградите от гъбични композити биха могли да преработят селскостопанските отпадъци в строителни материали, като същевременно намалят емисиите на въглерод.

Идеята за живи организми в сгради може да обезпокои някои хора. Но за професор Фил Айърс, пионер в областта на биохибридната архитектура в Кралската датска академия по архитектура, дизайн и реставрация в Копенхаген, това е социална адаптация, която ще се случи с течение на времето.

„Ядем храни с живи организми от стотици години. Разглеждаме потенциалните приложения на тези организми в строителния сектор едва през последните 20 години.“

Айрес, който координира работата на изследователския екип на Fungateria, иска да преобърне догмата на своите колеги архитекти, че материалите са контролируеми и имат фиксирани свойства.

„Всички конструкции се променят с времето по доста драматични начини. Ако започнем да мислим за сградите по-скоро като за организми в непрекъснато състояние, бихме могли да създадем архитектура, която е по-екологично свързана“, каза той. 

Свързвайки области от микробиология до архитектура и етика, изследователите ангажират обществеността чрез изложби като Венецианското биенале и семинари, които оспорват традиционните представи за това какво могат да бъдат сградите.

Гъбата в гората е само върхът – скрита под него е масивна мицелна мрежа, понякога тежаща тонове.

За строителството, гъбичните хифи – нишковидните влакна – могат да бъдат насърчени да се хранят със селскостопански отпадъци, за да образуват здрав, лек и изолиращ композит. Но контролирането на този растеж е ключово за създаването на безопасни и издръжливи конструкции.

Гъбичният вид, използван от изследователите, е разцепената гъба или Schizophyllum commune. Тя расте предимно върху мъртва дървесина, което представлява потенциален риск. Растежът на мицела трябва да бъде спрян, когато конструкцията е завършена, за да не започне да разяжда дървените опори.

Един метод използва естествените сигнали на природата: светлината и температурата могат да подтикнат гъбичките да растат или да спрат. Друг включва бактерии, генетично модифицирани в университета в Гент, Белгия. 

Тези бактерии захранват гъбичките с основни хранителни вещества. Следователно, убиването на бактериите спира растежа им. Същите бактерии могат дори да бъдат програмирани да освобождават противогъбични съединения по команда, осигурявайки допълнителен защитен слой.

Изследователите от Fungateria, които ще продължат сътрудничеството си до края на 2026 г., вече са показали, че гъбата може да расте и да оцелява при стресови условия като суша и високи температури. Това означава, че е устойчива на евентуалното въздействие на променящите се климатични условия. 

Изследователският екип вече си представя време, когато сградите ще бъдат изграждани от дървесина и гъбична материя, отглеждана върху селскостопански отпадъци в рамките на жив строителен процес.

„В бъдеще мога да си представя, че ще строим цялостни сгради, където дървото ще бъде носещата конструкция, а гъбичките ще растат по и между дървените рамки“, каза Вьостен.

Тъй като глобалното търсене на устойчиви решения се засилва, това изследване сочи към бъдеще, в което архитектурата не е просто вдъхновена от природата, а е създадена от нея – жива, адаптивна и преплетена с екосистемите около нея.

Източник на материала: Horizon

Източник на изображения: Pixabay, Architecture & design