Odtisi: Surf deska iz micelija

Nej Bizjak, študent biotehnologije, je za svoje diplomsko delo Izdelava velikih glivnih biokompozitov z nizko gostoto v minulem letu prejel Rektorjevo nagrado za najboljše inovacije Univerze v Ljubljani. Projekt predstavlja eno izmed možnosti uporabe glivnih kompozitov z nizko gostoto kot nadomestek umetnih polimerov, ki se kopičijo v morjih.

Ideja za raziskavo, ki je nato prerasla v diplomsko delo, se je rodila iz potrebe po novi deski za surfanje: »Med absolventom sem potreboval desko, ker sem odšel za nekaj časa na Gran Canario. Vzgojen sem, da ko nekaj potrebujem, najprej pomislim, kako bi to naredil. Ob branju o klasičnih metodah izdelave s stiroporjem pa sem kot biotehnolog hitro prepoznal potencial za vpeljavo glivnih biokompozitov.«

MATERIAL

Kot alternativa stiroporja je bil uporabljen material, izdelan z ogljično negativnim proizvodnim postopkom ter ugodnimi kompostabilnimi lastnostmi, kar omogoča, da v svoji čisti obliki ne predstavlja okolju škodljivega odpadka.

Izdelava deske za deskanje na valovih predstavlja eno izmed variacij uporabe materiala iz micelija gliv, ki se sicer že široko uporablja v več oblikovalskih in industrijskih panogah. Zaradi že omenjene kompostabilnosti so tovrstni biokompoziti v največji meri zastopani kot nadomestek konvencionalnim embalažnim materialom, pojavljajo se v tekstilni industriji kot nadomestek usnja ali na primer kot zamenjava lesa pri izdelavi dekorativnih in funkcionalnih elementov v pohištveni industriji.

Mehanske lastnosti, kot je visoka izolativnost, primerljive s polistirenom in drugimi sintetičnimi penami, omogočao vse širšo uporabo glivnih kompozitov v gradbeništvu za zvočno ali toplotno izolacijo sten, stropov in tal, iz njih pa se lahko oblikuje tudi trdnejše konstrukcijske elemente za suho gradnjo.

levo: Micelij uporabljene glive Ganoderma resinaceum v tekoči kulturi, desno: hidrofobna površina končnega biokompozita

V svojem diplomskem delu se je Nej osredotočil na izdelavo glivnega kompozita s čim nižjo gostoto, kar bi omogočilo plovnost želenega končnega izdelka, deske za deskanje na valovih. Glivni kompoziti z nizko gostoto so po svojih karakteristikah primerljivi z običajnimi sitnetičnimi penami, bistvena razlika (in tudi slabost) pa je njihova absorbcija vode.

Na njihovo (nizko) gostoto ključno vpliva izbrani substrat, ki ga umešamo v glivno kulturo. V predstavljenem primeru je bila uporabljena mešanica mlete slame, kokosovih vlaken – ta pripomorejo k boljši absorbciji vode –, pivovarskih tropin, pšenične moke in kavne usedline.

Priprava substrata – dodajanje vode in intenzivno mešanje

PROCES

Iz navedenih komponent se je pripravilo mešanico, osnovo za preraščanje micelija. Slednje je potekalo v treh fazah: prvo preraščanje v vrečah za gojenje, drugo v posebej pripravljenem kalupu ter tretje po spojitvi posameznih delov deske.

levo: substrat po prvem preraščanju v vrečah, desno: polnjenje kalupa pred drugim preraščanjem

Vsestranska uporaba glivnih kompozitov je med drugim posledica širokega nabora oblik, ki jih lahko izdelamo. Med inkubacijsko dobo se pod visoko temperaturo razvije material, ki prevzame obliko kalupa, zato je izdelava slednjega ključna za dober končni rezultat.

Ker je bila v predstavljenem primeru zaželjena specifična oblika končnega kompozita, je kalup predstavljal negativ deske za deskanje na valovih. Za pripravo si je bilo tako potrebno izposoditi običajno desko, ki se jo je nato ovilo v plastično foljo ter prekrilo s plastmi armirane fasadne mrežice in fasadnega lepila.

Na ta način se je izdelalo 4 kose kalupov – zaradi dimenzij komore je bilo desko potrebno izdelati v ločenih delih –, ki se jih je napolnilo s pripravljeno mešanico.

levo: izdelava kalupa, desno: sušenje

Po spojitvi delov in zadnji, tretji fazi preraščanja na sobni temperaturi se je desko posušilo v konvekcijski komori za sušenje lesa. Pri tem koraku se doseže smrt glive, kar prepreči, da bi iz končnega izdelka pognale gobe. Tako pripravljen izdelek omogoča nadaljno povrhnjo obdelavo ali konkretno uporabo.

IN POTEM…?

Iskanje alternativ sicer razširjenih, a okolju škodljivih materialov v sodobnem oblikovanju predstavlja vsak dan širše področje raziskovanja. Neju sem zastavila nekaj vprašanj o nadaljni obdelavi, potencialih in omejitvah uporabe micelija, izdelave katerega se je lotil tudi sam.

Kako bi morali desko še obdelati, da bi jo lahko uporabili za deskanje, bi to bil na primer premaz z epoksijem?

Tako je, kar se vodoodpornosti in mehanskih lastnosti tiče je laminiranje sredice s steklenimi vlakni in epoksi smolo še vedno najboljša rešitev. Zaradi improviziranega kalupa iz armirane mrežice in fasadnega lepila, je bilo na izdelku nekaj napak, ki so takrat preprečile prav to zaključno obdelavo.

Kaj bi bilo potrebno izboljšati pri nadaljnji proizvodnji?

Trenutno namenjamo pozornost zaključni obdelavi biokompozita, testiramo naravne tkanine, v upanju, da bi morda lahko nadomestili stekleno tkanino. Obenem načrtujemo nov kalup za gojenje. Dober kalup je osnova za nadaljnji uspeh, saj je natančnost ključna za izdelavo dobrih izdelkov. S poletjem načrtujemo izdelavo novega prototipa, ki ga bomo tudi testirali na valovih.

Za kaj vse bi bil glivni kompozit z nizko gostoto še lahko uporaben?

Material je načeloma zelo vsestranski in z izbiro substrata za rast glive prilagodljiv. Zasledil sem razvoj toplotno in zvočno izolacijskih plošč, stolov, postelj, embalaže, celo krst in zagotovo še nisem videl vsega. Katera aplikacija te tehnologije pa je primerna za dejansko komercializacijo in ne zgolj unikatno oblikovanje pa je drugo in zame bistveno težje vprašanje.

Kako bi takšni materiali lahko postali bolj dostopni v oblikovanju oz. kaj je glavni vzrok, da niso tako razširjeni?

Glivne biokompozite je trenutno relativno težko oblikovati. Pri rezanju in brušenju hitro pride do malih pretrganj in poškodb materiala. Pri lesu na primer kupimo vezano ploščo, ki jo lahko enostavno oblikujemo z mnogimi orodji. Vsak oblikovalski projekt z glivnimi biokompoziti mora torej najprej izdelati želeni unikaten biokompozit, kar pomeni voditi proces rasti glive, zagotavljati sterilnost, izbrati primeren substrat, izdelati kalup, itd. Posledično je vpeljava takšnih materialov zamudna in okorna, še posebej če v laboratoriju nisi domač. Menim, da se bo proces vpeljave in uporabe teh materialov med oblikovalci olajšal z razvojem novih metod izdelave, standardizacijo materialov ter vzpostavitvijo podporne infrastrukture, ki bi olajšala dostop do potrebnega znanja.

Kaj je predstavljalo največji izziv v procesu izdelave in kaj največje zadovoljstvo?

Največji izziv je bilo planiranje. Kako narediti tako velik kos materiala v slabih 3 mesecih? Kako bomo naredili poceni kalup? Kako bomo »izrastli« 2 metra dolg kos, ko je inkubacijska komora dolga zgolj 1 meter? Veliko odločitev je tako padlo sproti, ko smo videli kaj imamo dejansko pred sabo. Največje zadovoljstvo pa je bilo prav to tavanje v neznanem, neprestano razmišljanje in igranje z možnostmi. Vir adrenalina je bila med drugim izdelava kalupa, ko smo izposojeno desko v celoti prekrili s cementu podobnim lepilom brez zagotovila, da bo z njo vse v redu.

»Posebej me veseli, da je bil moj projekt – surf deska iz glivnih biokompozitov, torej fizičen produkt – v finalu z dvema študentskima projektoma na področju AI. Zares inovirati je v fizičnem svetu, še posebej v svetu biotehnologije, težje in dražje, zato je nagrada potrditev, da smo na pravi poti.« še doda Nej, ki s slovenskim podjetjem Mycopor trenutno nadaljuje svoje raziskovalno delo.

Foto: Nej Bizjak
Napisala: Pia Gerbec

Rubrika Otisi raziskuje in predstavlja projekte, ki s svojim načinom izdelave in izbiro materiala stremijo k zmanjšanemu negativnemu odtisu na okolje, poleg tega pa nosijo vidne sledi – odtise materialov in procesov, iz katerih so nastali.