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Sep 24, 2023

Forscher nutzen Pilze, um nachhaltige Alltagsprodukte anzubauen

Forscher der Universität Sydney haben einen biologischen Anbau entwickelt

Forscher der University of Sydney haben einen biologischen Anbauprozess entwickelt, der Pilze verwendet, um organischen Abfall in kompostierbare Produkte umzuwandeln, als kostengünstige, nachhaltige Lösung für Kunststoffe. Wissenschaftler der University of Sydney haben Design, Technologie und Biowissenschaften zusammengebracht, um Alltagsprodukte anzubauen unter Verwendung der einzigartigen Eigenschaften von Speisepilzen. Ihr kürzlich auf ACM CHI veröffentlichter Artikel wurde von einem multidisziplinären Team unter der Leitung von Dr. Phillip Gough, Biodesign-Programmdirektor an der School of Architecture, Design and Planning, und Dr. Anusha Withana von der School of verfasst Computer Science und Sydney Nano Institute, bestehend aus Associate Professor Michael Kertesz von der School of Life and Environmental Sciences und Praneeth Perera von der School of Computer Science. Ihre Arbeit präsentiert einen Ansatz für den Anbau nachhaltiger Mykomaterialien – einer Mischung aus Pilzbrut und Abfallstoffen wie Sägemehl und Pappe – in 3D-Formen von Alltagsprodukten. Durch den Einsatz einer interaktiven Software und eines Biodesign-Prozesses – der ein komplexes Design in eine Form zum Wachsen umwandelt – erstellen sie im Wesentlichen einen Abguss des lebenden Materials, aus dem Produkte entstehen können. Das Spannende daran ist, dass wir Abfälle wie z B. Sägemehl, Kaffeesatz oder Pappe, um dieses Material anzubauen. Dr. Philip Gough, Leiter des Biodesign-Programms der School of Architecture, Design and Planning „Wir hatten Erfolg mit einem Set zum Selberzüchten von Pilzen und fügten Kaffeesatzabfälle hinzu.“ „Es ist leicht und fühlt sich an wie Papier, also ist es interessant.“ für Designer. Da es kompostierbar ist, ist es eine nachhaltige Alternative zu Kunststoff, die noch lange in der Umwelt bestehen bleibt, nachdem die Technologie veraltet ist. Vielleicht wird die Abdeckung Ihres Smart-Home-Assistenten und anderer Elektrogeräte eines Tages aus einem Material hergestellt, das Sobald Sie es nicht mehr verwenden, landen Sie nicht auf der Mülldeponie, sondern in Ihrem Garten.“ Die Forschung untersucht, wie Designer die natürlichen Fähigkeiten von Speisepilzen im Designprozess nutzen können. Einige Pilze, wie zum Beispiel die Sorte Oyster, die im Supermarkt erhältlich ist, oder medizinische Reishi-Pilze, können zur Herstellung neuer Materialien verwendet werden. Diese Pilze binden während ihres Wachstums rohe, organische Abfallstoffe in ihrem Wurzelnetzwerk zusammen und bilden so Strukturen, die als Myzelnetzwerke bekannt sind. Wenn die Substanz vor dem Züchten eines Pilzes getrocknet wird, kann aus Myzel ein lederähnlicher Stoff oder ein leichtes, starres Material geformt werden, das in verschiedene Formen geformt werden kann. Die Forscher haben Formen einfacher Formen wie Kugeln oder einer Teekanne gegossen und eines Kaninchens und entwickelte das Verfahren dann zu komplexeren, praktischen Designs weiter, die sich die natürlichen Fähigkeiten des Pilzes zunutze machten. Myzel kann auch um integrierte Elektronik herum gezüchtet werden – Forscher zeigten beispielsweise einen Fall, bei dem dieser nachhaltige Ansatz zum Züchten eines Blumentopfs mit Sensoren verwendet wurde, um die Bodenbedingungen der Pflanze automatisch zu überwachen und zu melden. „Wir verwendeten einen Designansatz, bei dem das Material an erster Stelle stand – Erstellen von Prototypen basierend auf den einzigartigen Eigenschaften des Materials. Es isoliert beispielsweise gut, also haben wir einen Kaffeetassenhalter hergestellt. Wir haben auch einen strukturierten Topf für Pflanzen hergestellt, der sich zersetzt, wenn die Pflanze für einen größeren Topf bereit ist. Das zeigen wir auch „Myco-Materialien können auch geformt werden, um elektronische Geräte wie intelligente Lautsprecher aufzunehmen“, sagte Dr. Philip Gough Sie können zu Hause keine Kunststoffkomponenten herstellen. Mykomaterialien eröffnen Möglichkeiten zur Selbstreparatur und zum Heimwerken, da sie bei Ihnen zu Hause angebaut werden können. Zerbrochene Kunststoffteile sind ebenfalls Abfall und möglicherweise nicht recycelbar, Mykomaterialien können jedoch kompostiert werden „Ein übergeordnetes Ziel dieses Projekts ist die Erforschung von Methoden zum Bau intelligenter Geräte aus Materialien, die lokal und nachhaltig beschafft werden können.“ Dr. Anusha Withana, School of Computer Science und Sydney Nano Institute „Unser Verfahren kann von jedem für sich genutzt werden.“ zu Hause ohne spezielle biologische Laborausrüstung. Wir zeigen zum Beispiel eine Möglichkeit, teure Laborgeräte durch einen günstigen Mixer, Schnellkochtopf und eine Kühlbox zu ersetzen. Und die von uns entwickelte Software-Pipeline beseitigt alle mit dem Prozess verbundenen Komplexitäten, sodass Sie Ihre Designs in erweiterbare Formate umwandeln können, ohne sich um alle zugrunde liegenden technischen Details kümmern zu müssen. „Ein weiterer Bereich, in dem wir arbeiten, ist die Entwicklung von Hilfsmitteln für lebende Menschen mit Behinderungen oder chronischen Gesundheitsproblemen. Wir arbeiten oft mit Entwicklungsländern wie Sri Lanka zusammen, wo Kosten und Zugänglichkeit von Materialien ein großes Problem darstellen. Diese Methode wird es uns ermöglichen, Dinge einfach mit lokal zugänglichen organischen Abfällen zu einem Bruchteil der Kosten anzubauen“, sagte er sagte. Angesichts der zunehmenden Knappheit natürlicher Ressourcen und Umweltbedenken wächst das Interesse an nachhaltigen Herstellungsansätzen. Im Jahr 2021 identifizierte CSIRO Altkarton und Papier als Chance für die Entwicklung der Kreislaufwirtschaft Australiens. „Unser Prozess stellt eine große Chance dar. Da Australien beispielsweise ein großes Land mit vielen abgelegenen Regionen ist, ist die Lieferkette ein großes Problem. I Denken Sie, dass Methoden wie die, die wir vorschlagen, unsere Denkweise über Lieferketten grundlegend verändern können. In Zukunft könnte Ihr nächstes Gerät aus dem organischen Abfall Ihres Küchenabfalls hergestellt werden, anstatt aus Kunststoff oder Metall, die transportiert werden müssen von weit her“, sagte Dr. Withana. „Auch die traditionelle Herstellung ist energieintensiv. Kunststoffe werden aus fossilen Brennstoffen hergestellt, die gefördert, rund um den Globus transportiert, verarbeitet und hergestellt werden müssen“, sagte Dr. Gough. „Unsere Arbeit macht das möglich.“ Sein Kopf. Myco-Materialien sind energieeffizient und können sogar eine Kohlenstoffsenke sein. Sie beziehen ihre Energie aus Abfallmaterialien wie Sägemehl, Pappe oder Kaffeesatz. „Als Designer ist es interessant, mit einem Material zu arbeiten, das wächst und drückt durch die Art und Weise, wie es aussieht, eine gewisse Entscheidungsfreiheit aus. Darüber hinaus entdecken wir gerade erst, wofür es nützlich ist, also können wir es kaum erwarten, zu sehen, was wir sonst noch herstellen können“, sagte er. Das Team erforscht derzeit, wie sie mit Myco-Materialien direkt 3D-Drucke durchführen können Dadurch können sie in größerem Maßstab arbeiten und insgesamt weniger Material verbrauchen.