În biroul său din Țările de Jos, profesorul Han Wösten prezintă un bloc dur cu aspect de burete. Este un material pe care l-a realizat în 2012 folosind o rețea complexă de filamente radiculare ale ciupercilor. El face previziuni îndrăznețe despre potențialul acestui material.
„În 10 ani, vom avea probabil primele clădiri realizate din ciuperci”, a afirmat Wösten, profesor de biologie moleculară la Universitatea Utrecht.
El nu se referă la pereții cu mucegai, ci la ceva mult mai interesant – materiale care sunt vii, durabile și cu mult potențial.
Wösten studiază modul în care diferite ciuperci funcționează în cadrul unui miceliu – „internetul naturii”, o rețea vie de filamente care asigură hrana ciupercilor și conectează plantele prin partajarea resurselor și a informațiilor.
În prezent, el transformă prin inginerie filamentele ciupercilor în alternative sustenabile și biodegradabile pentru plastic, lemn și piele – materiale care au deja noi utilizări în industria modei, a mobilierului și a construcțiilor.
Clădiri „vii” adaptate pentru viitor
Wösten face parte dintr-o echipă de cercetători din Belgia, Danemarca, Grecia, Țările de Jos, Norvegia și Regatul Unit care explorează o idee radicală: cum ar fi dacă materialele pe care le folosim pentru construcții ar putea crește, s-ar putea repara singure și chiar ar putea „simți” mediul înconjurător?
Această inițiativă de cercetare finanțată de UE, denumită Fungateria, dezvoltă materiale vii obținute prin inginerie (ELM) prin fuziunea miceliilor de ciuperci cu bacterii, creând materiale adaptabile, cu capacitate de autoreparare, care fac ceea ce produsele convenționale nu reușesc.
Spre deosebire de materialele tradiționale, precum betonul sau plasticul, ELM pot crește, se pot repara singure, pot detecta schimbările din mediul înconjurător și, uneori, chiar se pot adapta în timp.
Cercetătorii își propun să proiecteze acest tip de materiale pentru a putea combina rezistența creșterii naturale cu funcționalitatea ingineriei. De exemplu, pereți care își repară singuri fisurile, blocuri de construcție care absorb CO2 sau suprafețe care pot curăța aerul.
Obiectivul este de a crea materiale sustenabile, care să genereze un nivel redus de deșeuri și să funcționeze în armonie cu natura, nu împotriva acesteia, deschizând calea către o arhitectură și produse mai inteligente și ecologice.
„Deja putem fabrica materiale similare pielii sau panouri izolante din aceste rețele extinse de ciuperci”, a afirmat Wösten. „Acum dorim să trecem la etapa următoare și să construim clădiri, dar într-un mod controlat.”
Deșeuri reduse, eficiență ridicată
Se pot face economii substanțiale. Sectorul construcțiilor generează mai mult de o treime din totalul deșeurilor din UE.
Emisiile de gaze cu efect de seră provenite din extracția materialelor și fabricarea produselor pentru construcții, precum și din construcția și renovarea clădirilor, contribuie cu aproximativ între 5 și 12 % la totalul emisiilor naționale ale statelor membre ale UE. O eficiență mai mare a materialelor ar putea reduce cu 80 % aceste emisii.
Un aspect esențial este faptul că, în timp ce producția de beton emite cantități foarte mari de CO2 în atmosferă, contribuind la schimbările climatice, clădirile din compozit de ciuperci ar putea reutiliza deșeurile agricole transformându-le în materiale de construcții și reducând astfel emisiile de carbon.
Ideea existenței unor organisme vii în clădiri poate fi deranjantă pentru unele persoane. Dar pentru profesorul Phil Ayres, pionier în domeniul arhitecturii biohibride la Academia Regală Daneză de Arhitectură, Design și Conservare din Copenhaga, această situație ține de o adaptare socială care va avea loc în timp.
„De sute de ani consumăm alimente care conțin organisme vii. Abia în ultimii 20 de ani am început să analizăm potențialele aplicații ale acestor organisme în sectorul construcțiilor.”
Ayres, care coordonează activitatea echipei de cercetare din cadrul proiectului Fungateria, dorește să schimbe dogma colegilor săi arhitecți potrivit căreia materialele sunt controlabile și au proprietăți fixe.
„Toate construcțiile se schimbă în timp, în moduri destul de dramatice. Dacă am începe să ne gândim la clădiri ca la niște organisme aflate într-un proces continuu de evoluție, am putea crea o arhitectură mai conectată din punct de vedere ecologic”, a spus el.
Interconectând domenii precum microbiologia, arhitectura și etica, cercetătorii implică și publicul prin intermediul expozițiilor precum Bienala de la Veneția și al atelierelor care provoacă ideile tradiționale despre ceea ce pot fi clădirile.
Controlul creșterii
O ciupercă din pădure este doar ceea ce se vede cu ochiul liber – sub aceasta se ascunde o rețea uriașă de micelii, care uneori cântărește câteva tone.
În construcții, hifele miceliene – filamente asemănătoare firelor – pot fi încurajate să se hrănească cu deșeuri agricole pentru a forma un compozit puternic, ușor și izolant. Dar, pentru a realiza structuri sigure și durabile, este esențial să se controleze această creștere.
Specia de ciupercă utilizată de cercetători este ciuperca cu branhii (cu lamele despicate) sau Schizophyllum commune. Crește în principal pe lemn mort, ceea ce reprezintă un risc potențial. Creșterea miceliului trebuie oprită atunci când structura este finalizată, astfel încât acesta să nu înceapă să distrugă suporturile din lemn.
Una dintre metode utilizează semnalele specifice naturii – lumina și temperatura pot determina ciuperca să crească sau să se oprească din creștere. O altă metodă implică bacterii modificate genetic la Universitatea din Gent, Belgia.
Aceste bacterii hrănesc ciuperca cu nutrienți esențiali. Prin urmare, uciderea bacteriilor oprește creșterea ciupercii. Aceeași bacterie poate fi programată să elibereze compuși antifungici la comandă, oferind un nivel suplimentar de siguranță.
Adaptate pentru viitor
Cercetătorii din cadrul proiectului Fungateria, care își vor continua colaborarea până la sfârșitul anului 2026, au demonstrat deja că ciuperca poate crește și supraviețui în condiții dificile, cum ar fi pe timp de secetă și la temperaturi ridicate. Asta înseamnă că este rezistentă la impactul posibil al schimbărilor climatice.
Echipa de cercetare preconizează deja vremurile în care clădirile vor fi construite din lemn și ciuperci cultivate pe deșeuri agricole, într-un proces de construcție viu.
„În viitor, pot să îmi imaginez că vom construi clădiri complete în care lemnul va fi structura de susținere, iar ciupercile vor crește de-a lungul și între cadrele din lemn”, a spus Wösten.
Pe măsură ce cererea globală de soluții sustenabile se intensifică, această cercetare indică un viitor în care arhitectura nu este doar inspirată de natură, ci este creată din natură – vie, adaptabilă și interconectată cu ecosistemele din jurul său.
Articol scris de Anthony King
Cercetările menționate în acest articol au fost finanțate prin Consiliul European pentru Inovare (CEI). Opiniile persoanelor intervievate nu reflectă neapărat opiniile Comisiei Europene.
Acest articol a fost publicat inițial în Horizon, revista de cercetare și inovare a UE.
Mai multe informații
Cercetarea și inovarea în domeniul substanțelor chimice și al materialelor avansate în UE