Lees ook
Voor de spannende ontwikkelingen, eerst even de terminologie. Schimmels (of zwammen) zijn organismen die behoren tot het rijk van de Fungi. Sommige schimmels maken paddenstoelen (vruchtlichamen). Schimmeldraden (hyfen) zijn de draden van een schimmel en bevinden zich meestal in de bodem. Ze zijn vaak lang en vertakken zich. Het netwerk van alle draden van een schimmel noemen we het mycelium (of de zwamvlok). Gisten zijn eencellige schimmels.

Schimmels in opkomst
Paddenstoelen eten is inmiddels gewoon. Nu raken schimmels ook in bredere zin in trek. “Het boeiendste aan het momentum dat nu ontstaan is, is dat het bottom-up wordt gevoed”, zegt hoogleraar bio-ingenieurswetenschappen Eveline ­Peeters. Experimentele pioniers doen het voorwerk waar de academische wereld en bedrijven weer op voortbouwen. Peeters onderzoekt de mogelijkheden om mycelium als materiaal toe te passen. Schimmels kunnen een belangrijke rol spelen in de biobased economy.

Afhankelijk van het type zwam en het gebruikte productieproces kunnen we bijna alle materiaaleigenschappen van plastic, hout, rubber, textiel of leder creëren
“Afhankelijk van het type zwam en het gebruikte productieproces kunnen we bijna alle materiaaleigenschappen van plastic, hout, rubber, textiel of leder creëren”, zegt Peeters. Sterker nog, praktisch alle synthetische materialen die we vandaag de dag gebruiken zijn te vervangen door iets wat “volledig duurzaam geproduceerd kan worden” en ook “in een volledig circulair concept zit”. Materialen die uit mycelium groeien, kunnen brandwerend, waterafstotend en bacteriedodend zijn. Ze zouden het potentieel hebben om materialen die we nu nog uit olie maken (plastics) te vervangen.

Mogelijkheden reiken tot de maan
Mycelium is bijvoorbeeld toepasbaar als milieuvriendelijke bouwstof om isolatiepanelen, vloertegels of verpakkingsmaterialen mee te maken. Dat doet het Belgische bedrijf PermaFungi. Het Europese project FUNGAR (Fungal Architectures) onderzoekt hoe we schimmels als constructiemateriaal kunnen gebruiken.

Schimmels voeden zich met reststromen uit onder meer de landbouw. Bij gebruik als bouwmateriaal leggen ze CO2 vast. Ze stoten zelf ook wat CO2 uit, maar die was ook vrijgekomen als de reststromen gecomposteerd of anderszins verwerkt waren.

Niet alleen op aarde komen schimmels van pas. Het myco-architecture project van NASA ontwikkelt technologieën waarmee leefomgevingen op de maan en Mars ‘gegroeid’ kunnen worden uit schimmels en mycelium, bijvoorbeeld door simpelweg water toe te voegen aan een lichtgewicht materiaal met daarin ‘slapende’ schimmels. Organische afvalstromen van mensen zouden als voedsel kunnen dienen. Cyanobacteriën zouden naast voedsel ook zuurstof kunnen leveren.

Andere schimmelmogelijkheden
Ook de kleding- en auto-industrie hebben hun oog laten vallen op schimmels voor materiaaltoepassingen. Schoenen en tassen uit schimmels, waarom niet? Adidas en Hermes ontwikkelden al prototypen gemaakt van een leeralternatief uit mycelium. In de auto-industrie wordt al een tijdje geëxperimenteerd met bijvoorbeeld deuren of dashboards gemaakt van schimmels.

Tussen 2009 en 2018 zijn er 47 patenten aangevraagd of patentaanvragen gedaan voor het gebruik van schimmels in de verpakkings- textiel-, leer-, en autoindustrie, blijkt uit een review.

Engineered living materials
Bij bovenstaande toepassingen wordt de schimmel meestal aan het einde van de productiefase gedood door bijvoorbeeld een hittebehandeling. Maar wat als je levende schimmels tot een materiaal vormt? Engineered living materials (ELM’s) zijn uit levende organismen gemaakte materialen, waarin de organismen blijven leven als het product af is. Zo kunnen ze bijvoorbeeld eventuele schade repareren.

Fungateria is een Europees onderzoeksproject dat kijkt hoe we schimmels in kunnen zetten als ‘intelligent’ en ‘levend materiaal’. Het project ontwikkelt nieuwe ELM’s, waarbij het bacteriën en schimmels samen laat uitgroeien tot duurzame en intelligente materialen. De focus ligt op het onderzoek naar nieuwe functionaliteiten van deze materialen, zoals de adaptieve en en zelfhelende eigenschappen.

Binnenkort dragen we misschien wel zelfhelende t-shirts gemaakt van levende myceliumdraden. Britse onderzoekers werken daar in ieder geval voortvarend aan. Het is ze gelukt om een ELM te ontwikkelen, al is die nog niet supersterk.

Waar we bij schimmels denken aan donkere en vochtige plekken, kan het myceliummateriaal overleven bij droogte en een lage beschikbaarheid van voedsel. Dankzij speciale schimmelsporen kan de schimmel zichzelf binnen twee dagen helen bij krassen of gaatjes.

Binnenkort dragen we misschien wel zelfhelende t-shirts gemaakt van levende myceliumdraden
Levende gebouwen
Ook bij het FUNGAR project dromen onderzoekers van zelfhelende materialen, maar dan toegepast in de bouw. Daarnaast kijken ze naar nog een spectaculaire eigenschap van mycelium: het verwerken van informatie. Doordat er elektrische signalen door de schimmeldraden lopen, communiceert mycelium bijna als een brein. Een gebouw van levend mycelium zou dus kunnen reageren op de omgeving en bijvoorbeeld de ramen open doen als zich teveel CO2 opbouwt.

Zover zijn we helaas nog niet. In het dagelijks leven zien we nog weinig autodeuren gemaakt van schimmels en staat er op de maan nog altijd geen myceliumwoning. In de bouw zijn schimmelmaterialen nog een nicheproduct (voornamelijk als afwerkings- of isolatiemateriaal) en zelfhelende kleding van mycelium die we in het dagelijks leven kunnen dragen, lijkt nog ver weg. Maar ja, beton, staal en plastic waren ook ooit nichematerialen voordat ze de wereld overnamen, dus wie weet wacht er een schimmelrijke toekomst op ons. Het zal afhangen van de schaalbaarheid en kostprijs van de processen en van onze wil deze innovaties te omarmen.

Biofabrication: de 4e industriële revolutie?
Nog breder dan schimmels is biofabrication: kweken met levende organismen. “Als we materialen gaan kweken met levende organismen, gaan eerdere productiemethoden ons vreemd in de oren klinken”, zegt Suzanne Lee, CEO en oprichter van consultancy- en designbureau Biofabricate in een TED–talk. Volgens haar kunnen we bijvoorbeeld verpakkingen, kleren, schoeisel en meubels ‘groeien’ op de plek waar ze nodig zijn uit lokaal beschikbare grondstoffen. Er zou dan minder land en energie nodig zijn en de processen zouden zelfs industriële afvalstromen kunnen gebruiken. Mycelium gebruiken om reststromen uit de landbouw samen te binden noemt Lee ‘nature’s glue’.

Biofabrication is bouwen met biologie. Materialen groeien direct in de juiste vorm uit levende organismen. Dat brengt een belofte van efficiëntie met zich mee: minder gesleep met materialen over de hele wereld, maar producten die ‘groeien’ op de plek waar ze nodig zijn. En misschien met ook wel betere materiaaleigenschappen dan wat we nu kennen: zo zouden schimmels materialen kunnen laten groeien die van nature brandwerend zijn, waar water vanaf glijdt, en met een hogere smelttemperatuur dan plastic. Een andere belofte van biofabricated materialen is dat je ze kan composteren in je achtertuin.

Het zal afwachten zijn of biofabrication echt de 4e industriële revolutie gaat inleiden. De beloftes zijn in ieder geval mooi. “Als we dezelfde energie die we momenteel steken in het onderdrukken van levensvormen, zouden aanwenden voor het cultiveren van leven, zouden we het negatieve beeld van de stadsjungle veranderen in een beeld dat letterlijk een bloeiend levend ecosysteem belichaamt.” Aldus Lee.



Dit artikel afdrukken