研究者が新しい菌類を開発

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グラーツ工科大学建築メディア研究所の形状研究室の研究者は、新しい菌類ベースの 3D プリント材料である MyCera を開発しました。

MyCera は、粘土、木のおがくず、菌糸体 (菌類の栄養部分) で構成されており、CO2 排出量を削減し、世界的な廃棄物管理問題を解決するという全体的な目標を持って開発されました。

この研究プロジェクトでは、インテリジェントに指向された繊維強化材として菌糸体を使用し、3D プリントされた未焼成粘土要素の構造性能を向上させ、焼成要素の生体溶接を可能にします。菌糸体ベースの素材は 3D プリント後も成長し続けるため、MyCera は高い引張強度と構造性能を提供すると言われています。

研究チームの発見は「MyCera. デジタル的に製造された粘土構造内での菌糸体の成長の応用」は、International Journal of Architectural Computing に掲載されました。

研究チームは「全体的な研究目標は、廃棄物管理とCO2排出という世界的な問題に対する実行可能かつ長期的な解決策を見つけることに焦点を当てており、これは建築業界や建設廃棄物管理にも影響を与える」と研究チームは研究論文で説明している。

「複合材「MyCera」は、菌糸体を含まない同じ材料混合物と比較した場合、顕著な構造特性を示します。 […] 引張強さの大幅な増加は、印刷後に起こる成長プロセスによって引き起こされると考えられます。」

研究者らは、「この種のインテリジェントな繊維分布は、非成長材料では達成できなかったでしょう」と付け加えた。

菌糸体ベースの 3D プリンティング

Shape Lab チームは、イタリアに本拠を置く 3D プリンターメーカー WASP の Delta WASP 40100 Clay を研究に活用し、このシステムを使用して MyCera で 3D プリントすることに成功しました。研究者らによると、3D プリンタのオープンシステム、規模、および過去に基づいたあらゆる素材を 3D プリントできる能力により、このプロジェクトには最適であるとのことです。

Delta WASP 3D プリンタを活用することで、Shape Lab チームは、3D プリントした粘土の構造性能を向上させることに加えて、菌糸体を使用してさまざまなコンポーネントを生体溶接できることを発見しました。

研究者らは、菌糸体が成長し続ける状態で 3D プリントされた要素を一緒に配置することにより、多くの構造を作り出すことに成功しました。その後、まだ成長しているノード要素の菌糸体繊維が、菌糸ネットワークの拡大を通じて接続を形成する可能性があります。したがって、隣接する要素をうまく生体溶接することができます。

研究者らによると、これは建設業界に重大な影響を及ぼし、従来のコンクリートをより持続可能なバイオベースのMyCera材料に置き換える可能性があるという。研究チームは現在、この目標を推進するためにさらなる研究を実施する予定です。

「十分な研究を行った結果、提案された材料組成はセメントベースのバインダーに取って代わることができると断言できます」と研究者らは主張している。「成長した繊維結合の有利な構造効果の仮定を検証するために、菌糸体繊維強化と、玄武岩やガラス繊維などの引張強度を高めるために一般的に使用される他の繊維との比較が計画されています。」

菌糸体を使用した 3D プリント

菌糸体が積層造形に活用されるのはこれが初めてではありません。

3D 印刷業界は最近、スカンジナビア最大の年次 3D 印刷カンファレンスである AM Summit Denmark 2023 に出席しました。イベント主催者のデンマーク AM ハブは、ビャルケインゲルスグループとの継続的なコラボレーションである I AM MSHRM プロジェクトの概要を説明しました。

このパートナーシップにより、ドーナツ型の持続可能な仮設構造物の設計と一部建設が行われました。構造物のフレームは、プラスチック廃棄物、地元産のサトウキビ、コーンスターチを使用して 3D プリントされています。次に、フレームを菌糸体で満たして壁を作成します。

ビャルケ・インゲルス・グループのパートナーであるキャサリン・ファン氏は、「木の成長に20年を要する代わりに、菌糸体のパネルを20日以内に成長させることができます」と説明した。「このプリントは現在リサイクルプラスチックで作られていますが、生物材料となり、完全に堆肥化できるようになる可能性があります。だから、命が終わると土に還るのです。」

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