Growing structures: applications of mycelium technology in design

Višedecenijsko zagađivanje planete plastikom i ostalim nerazgradivim materijalima može se okončati primenom obnovljivih materijala od micelijuma gljive koji je krenuo da se primenjuje u brojnim sferama arhitekture, dizajna i svakodnevice čoveka. Naučnici su brojnim testovima ustanovili velike prednosti ovakvog materijala, a jedne od njih su: biorazgradivost, proizvodnja bez utroška energije, jeftina proizvodnja, proizvodnja bez otpada i sl. Dalje istraživanje strukturalnog potencijala micelijumskih materijala može da pomogne u obrazovanju budućnosti gde bi se arhitektura „gajila“, neiscrpljujući resurse i nezagađujući planetu Zemlju - organski otpad postaje glavni energetski resurs za budućnost, dok micelijum zamenjuje nerazgradive materijale.

 

Bioethnologija

Biotehnologija predstavlja primenu bioloških aktivnosti za dobijanje nekog proizvoda ili ostvarivanje nekog procesa, ili „bilo koju drugu tehnološku primenu koja koristi biološke sisteme, žive organizme, ili njihove derivate, za pravljenje ili modifikovanje proizvoda ili procesa za specifičnu primenu“ (UN konvencija o biološkoj raznovrsnosti, čl. 2). U zavisnosti od oruđa i primena, biotehnologija se često preklapa sa (srodnim) poljima bioinženjerstva, biomedicinskog inženjerstva, bioproizvodnje, molekularnog inženjerstva, itd. Čovečanstvo je koristilo biotehnologiju hiljadama godina u poljoprivredi, produkciji hrane, i medicini. Osnovno pitanje vezano za savremenu biotehnologiju jeste kako racionalno iskoristiti prednosti koje ona pruža, a da se pri tome spreče potencijalne negativne posledice po čoveka i njegovu životnu sredinu.

 

Micelijum - biološke karekteristike

Micelijum je vegetativni deo gljive. Sačinjen je od paučinasto končastih vlakana koja se prepliću dok rastu i tako tkaju organski materijal. On se uglavnom sastoji od prirodnih polimera kao hitin, celuloza, proteini itd., Pa kao takav spada u grupu prirodnih polimernih kompozitnih vlaknastih materijala. Bitno je naglasiti da micelijum nije određeni deo gljive (njen koren, stablo ili kapica), već da je on “gradivni materijal” gljive od koga je ona satkana.

Brzina rasta i količina isprepletanosti vlakana zavisi od hranljivosti podloge u kojoj micelijum raste. Gljive su heterotrofi; hranu dobijaju apsorbujući rastvorene molekule, obično izlučivanjem probavnih enzima u svoju okolinu. One ne koriste fotosintezu - nemaju potrebe za suncem. Oni su takođe glavni dekompozitori u ekološkim sistemima - koriste CO2 iz vazduha. Oni su vitalni za kopnene i vodene ekosisteme u razgradnji biljnog materijala.

Micelijum se može uzgajati u gotovo svim vrstama organskog otpada; gljive rastu unutar materijala, koji se može konfigurisati u bilo koji oblik, formirajući prirodne polimere koji se lepe poput najjačeg lepka. Pečenjem gljiva na preciznim temperaturama one postaju inertne, čime se obezbeđuje da iste ponovo ne porastu u dodiru sa vlagom ili kišom. Dobijen materijal je izdržljiv i ima odlične izolatorske sposobnosti.

 

Materijali od micelijuma - način proizvodnje

Postoje različiti principi proizvodnje materijala od micelijuma, ali svaki podrazumeva podlogu na kojoj će micelijum moći da raste. Kao što je u prošlom pasusu rečeno, gljive ne koriste fotosintezu za rast već isključivo hranljivu podlogu. One mogu rasti na brojnom organskom otpadu: kao što je kompostovan otpad od voća i povrća, ostaci filter kafe, ljuske pistaća, seno, slama itd. Micelijum jede ovu podlogu, stvarajući trodimenzionalnu strukturu koja raste kako bi ispunila oblik kalupa u kome je. Čitav proizvodni proces je pasivan, što znači da mu nije potrebna energija, toplota ili svetlost.

Zanimljivo je to da micelijumi od različitih vrsta gljiva, pokazuju različite performanse u finalnom proizvodu. 2012. godine studenti Univerziteta Jejl su otkrili da su retke vrste gljiva iz prašume Amazone sposobne da se „prehranjuju“ samo od plastike. Tačnije, Pestalotiopsis microspora troši poliuretan, ključni sastojak plastičnih proizvoda, i pretvara ga u organsku materiju. Micelijum ovakvih gljiva može potencijalno da se korsite za rast u plastičnim kalupima (u obliku stolice, stola ili bilo kog upotrebnog predmeta enterijera pa čak i cele kuće), kojim bi se sama gljiva i hranila.


Ilustracija procesa proizvodnje materijala od micelijuma: nacrtala i priredila Anja Popović

 

Praktična primena - od cipele do kuće od micelijuma

Upotreba materijala od micelijuma je sve više svestrana. Od modnih detalja do paviljona građenih od iste gradivne jedinice - čini da primena ovog materijala nema vidna ograničenja. John Cumbers objašnjava da kako bismo izgradili u potpunosti žive strukture, potrebna nam je nova vrsta proizvodnog ekosistema, sistema koji koristi žive tehnologije od samog početka. Poput micelijuma, skromne gljive mogu biti organizam koji usidrava i održava novu bio-ekonomiju. Micelijum dobija sve veću pažnju jer se može uzgajati u razne oblike, gustine i teksture. Dobijeni materijali su biorazgradivi, visoko izolativni, netoksični i usporavaju plamen. Kompanije poput Ecovative Design i MycoWorks već su razvile komercijalne micelijum-materijale, uključujući izolaciju, tekstil sličan koži i održivu ambalažu. Ecovative ima za cilj da preoblikuje budućnost u masivnim razmerama. (Ecovative Design - https://ecovativedesign.com/, MycoWorks - https://www.mycoworks.com/)

-Mylo je kožna alternativa koju je proizvela biotehnološka kompanija Bolt Threads. „Ono što pokušavamo da uradimo sa Mylo-m jeste da skejlujemo generalnu upotrebu biomaterijala – koji su mahom prebačeni u jednokratne ili muzejske predmete - i umesto toga napravimo ga materijalom koji milioni i desetine miliona ljudi mogu nositi svaki dan“, potpredsednik Bolt Threads-a predsednik razvoja proizvoda Jamie Bainbridge rekao je za Dezeen. Osnovni sastojak materijala je micelijum. Ove ćelije su hranjene piljevinom i drugim organskim materijalom i postavljene na četvrtaste prostirke na kojima im se omogućava rast. Daljom obradom ova mreža micelijuma pretvara se u list materijala koji podseća na plutu, ali je mnogo tanji i fleksibilniji, koji se potom štavi i boji, isključivo bojama koje ne sadrže hemikalije koje su štetne za okruženje, u istim nijansama kao što je životinjska koža. (Mylo - https://www.mylo-unleather.com/)

-Istraživač TU Delft-a Bob Hendrikk stvorio je Living Cocoon, kovčeg napravljen od micelijuma koji pomaže telima da se brže raspadaju, dok poboljšava kvalitet okolnog tla stvarajući prirodno đubrivo za isti. Napravljen od micelijuma pečurki, Living Cocoon aktivno doprinosi telesnom procesu kompostiranja nakon smrti i istovremeno uklanja toksične supstance iz zemlje - stvarajući bogatije uslove za rast novih biljaka. Kovčegu je potrebno samo nedelju dana da „izraste“, a zatim, nakon zakopavanja zajedno sa telom preminulog, procenjuje se dve do tri godine da se sve u potpunosti razloži. (Living Cocoon - https://www.thisispaper.com/mag/living-cocoon-bob-hendrikx)

-David Benjamin, arhitekta kompanije The Living, je na izložbi ispred MoMA-e prikazao kako može da izgleda paviljon sagrađen od micelijumskih cigli pod nazivom Hy-Fi. Većina gradivnih elemenata u arhitekturi je već uspešno gajeno od micelijuma, ali i svakodnevni upotrebnih predmeta, od nameštaja, preko odeće i gedžeta (slušalice i ručni satovi). Takođe plasiran je i - Grow it Yourself kit od kompanije GrowBio, koji omogućava umetnicima i dizajnerima priliku da uzgajaju svoj vlastiti materijal za modeliranje. Svemirski bioinženjer John Cumbers se pitao da li je možda sledeći korak arhitekrue to da kuće postaju žive, „možemo li gajiti naše kuće umesto graditi ih?“ pitao se u intervjuu za magazin Times. Ovakvo pitanje nas dovodi do zaključka da micelijumska tehnologija ne može samo da nas dovede do proizvodnje novog materijala, već i do promene cele industrije i same primene materijala. (Hy-Fi - https://architizer.com/projects/hy-fi/, Grow it Yourself kit - https://grow.bio/products/grow-it-yourself-material)


-Jedan od najaktuelnih primera primene materijala od micelijuma, jeste paviljon u sklopu Nedelje holandskog dizajna (Dutch Design Week) kao efemerni prostor za performans. Growing pavillion je prostor za privremene događaje na Holandskoj nedelji dizajna izgrađen od panela uzgajanih od micelijuma pečurki oslonjenih na drveni okvir. Dizajnirao ga je scenograf i umetnik Pascal Lebouck u saradnji sa studijem Erika Klarenbeeka Krovn Design, privremeni paviljon je u potpunosti napravljen od materijala na biološkoj osnovi.

Postoji mnogo materijala na biološkoj osnovi, ali u početku ih je teško prepoznati, a često ostaju u fazi uzorkovanja“, rekao je Lebouck za Dezeen. „Zaista sam želeo da dam veću i značajniju upotrebu, kako bi mnogi ljudi mogli da otkriju ovaj fantastičan materijal.“

Ideja o paviljonu koji neprestano raste je krenula od pečuraka, ali je postala veća. Sve je izgrađeno od biljaka i drveća ili poljoprivrednog otpada.


Struktura i sama konstrukcija su još uvek u eksperimentalnoj fazi, ali tim trenutno radi na panelima i eventualnom paviljonu koji će trajati nekoliko godina na otvorenom ili čak duže. Micelijumski paneli su vrlo lagani i prema Lebouck-u su dobro izolovani u pogledu temperature i zvuka. Svaka ploča se može popraviti ili ponovo koristiti negde drugde kada se struktura sruši ili prosto zakopati u zemlju gde će se vrlo brzo dekompostovati zajedno sa ostalim organskim otpadom stvarajući đubrivo za buduću vegetaciju. Pečurke koje rastu u okvirima ploča beru se svakog dana u određeno vreme pred publikom, a proizvodi su kuvani i dostupni za kupovinu iz kamiona za hranu koji se nalazi u samoj blizini paviljona. Interesantno je to da u određenim restoranima u Velikoj Britaniji i Americi (Mission Chinese Food Restaurant) postoje mini prostorije isprojektovane za kultivisanje gljiva koje se sveže beru i dalje koriste u pripremanju hrane. U prostoru paviljona su bili izloženi i drugi proizvodi na biološkoj osnovi koje su kreirali dizajneri. Kao što su Martijna Straatmana i Living Skin Aniele Hoitink - odeće napravljene od materijala kao što su micelijum, kombuha i alge. (The growing pavillion - https://thegrowingpavilion.com/about/)

 

Zaključak

Ovakva ideja bi trebalo da pokaže benefite prelaska na biorazgradivu-masovnu proizvodnju. Benefite koji nisu samo ekološki osvešćeni, već i ekonomski. Jeftinija proizvodnja razgradivih materijala koji ne ostavljaju ni otpad tokom proizvodnje, može biti spas za mnoge situacije na Zemlji koje su krenule po zlu. Micelijum kao gradivni materijal prirode koji je neizostavni deo ekosistema planete Zemlje, potencijalno može da postane osnovni gradivni element za čoveka.

U prirodi je sve povezano. Najviša drveća na svetu - kalifornijske sekvoje - njihovi životi zavise od njihove međusobne povezanosti, kao i od mnoštva simbiotskih organizama. Vetrovi i kiša udaraju po obali Kalifornije, pa crveno drvo plete svoje korene radi stabilnosti, stvarajući mreže koje se protežu stotinama milja. Kiše takođe ispiraju hranljive sastojke iz tla. Ali gljivice popunjavaju nestašicu razgrađivanjem mrtvih organskih materija u hranu za život. Sekundarna mreža micelijuma - korenovite strukture gljiva - prepliću se sa korenima drveća da bi prenele hranljive materije, vodu i hemijske komunikacije kroz šumu. Šta ako bi naši budući gradovi funkcionisali poput ovih simbiotskih mreža?

Šta ako bismo naće buduće gradove gajili? - John Cumbers - Synthetic biology networker, founder & investor, space bioengineer za Forbs Magazin

 

Reference

Muhammad Haneef, Luca Ceseracciu, Claudio Canale, Ilker S. Bayer, José A. Heredia-Guerrero and Athanassia Athanassiou (2017) Advanced Materials From Fungal Mycelium: Fabrication and Tuning of Physical Properties - https://www.nature.com/articles/srep41292

Ioanna Protopapadaki, Samuel Kalika INSIGHTS INTO MYCELIUM INTERVIEW WITH MAURIZIO MONTALTI - https://criticalconcrete.com/insights-mycelium/

Ilaria La Bianca Building On Mycelium - https://www.materialincubator.com/building-on-mycelium

Jennifer Hahn (2020) Deezen Major fashion houses will sell products made from mushroom leather by next year - https://www.dezeen.com/2020/10/08/mylo-consortium-adidas-stella-mccartney-lululemon-kering-mycelium/

Natashah Hitti (2020) Deezen Bob Hendrikx designs "living coffin" from mushroom mycelium - https://www.dezeen.com/2020/09/16/bob-hendrikx-living-cocoon-mycelium-coffin/

Amy Frearson (2014) Deezen Tower of "grown" bio-bricks by The Living opens at MoMA PS1 https://www.dezeen.com/2014/07/01/tower-of-grown-bio-bricks-by-the-living-opens-at-moma-ps1-gallery/

Sarah Denhof (2019) Pestalotiopsis Microspora: The Mushroom That Eats Plastic - http://yupthatexists.com/pestalotiopsis-microspora-plastic-eating-mushroom/

Nina Sparling (2018) How a Mushroom Farm Grows in a Manhattan Restaurant -https://www.vogue.com/article/smallhold-mushroom-urban-farming

Wikipedia (2020) Mycelium - https://en.wikipedia.org/wiki/Mycelium

© Ecovative (2020) Mushroom® packaging - https://ecovativedesign.com/

John Cumbers (2019) Can We Redesign The Modern City With Synthetic Biology? Could We Grow Our Houses Instead Of Building Them? - https://www.forbes.com/sites/johncumbers/2019/09/26/can-we-redesign-the-modern-city-with-synthetic-biology-could-we-grow-our-houses-instead-of-building-them/?sh=3cb7e94c299b

9 views0 comments

Recent Posts

See All

,,Паук плете мали универзум. Саграђене од комплексних мрежа које висе у ваздуху, хибридне структуре и јединствена архитектура паукове мреже потичу од специфичних унурашњих релација између осамљених,