蘑菇做成建築?創新建材不用靠新技術或複雜材料

建築源於材料。在結構、光線、互動和舒適之間,材料塑造了我們的各式空間體驗。越來越多的建築師和設計師正在研究用自然元素製成的複合材料的可能性,並引入各種組裝和施工技術,玩出建材新花樣。

其中,真菌無處不在。在空氣、水中,在我們的身體裡、樹上,抑或是在我們浴室的天花板上、在地下。它們可以是蘑菇(可食用、藥用、致幻或劇毒),也可以是其他更簡單的形式,例如黴菌。它們可能引發疾病;但它們也可以產生抗生素藥物,或幫助發酵令人驚嘆的奶酪和麵包。如果,將它們作為包裝和建築材料做使用呢?原來除了建築結構外,菌絲體還具有用於隔熱和隔音的潛力嗎?

真菌是大自然的主要回收者。它們產生的酶有助於有機物的降解,將其轉化為礦物質。

通常,真菌這種生命形式在陰涼潮濕的環境中生長最好。如冰山一角,真菌的可見部分只代表它的一小部分。例如,在地表以下,蘑菇會長出長長的線狀根,稱為菌絲體。這些是極細的白色細絲,向各個方向發展,形成快速增長的複雜網。

當真菌被植入合適的位置時,菌絲體就像膠水一樣,將基質粘合起來,並將其轉化為固體塊。這種基材可以由鋸末、磨碎的木材、稻草、各種農業殘留物或其他類似材料組成,否則這些材料可能會被浪費掉。

根據菌絲體菌株和所使用的基材,最終產品可以模製成絕緣板、家具、配件、織物、包裝材料,甚至磚塊,它們具有良好的熱學和聲學特性以及強烈的防火性能。科學研究顯示,就物理和機械性而言,基於菌絲體的材料類似於發泡聚苯乙烯(通常稱為聚苯乙烯泡沫塑料),但具有更高的生物降解性。

「除了木質纖維素基質外,基於菌絲體的生物複合材料的特性還受到所選真菌種類及其持續生長的強烈影響。因此,菌絲體本身的稠度反過來又受到基質的組成和結構的影響。」

Ecovative Design 是當今基於菌絲體設計的先驅,它使用這種非常規材料來創造諸如包裝之類的物品。為了生產這些物品,將底物和真菌混合在溶液中並插入模具中。在適宜的溫度、濕度和光照條件下生長約 5 天後,材料就會固化成所需的形狀。

然後該物體進入烤箱以完全滅活存在的微生物,使其可用作普通包裝。像宜家和戴爾這樣的大公司已經開始使用這些完全可生物降解包裝。

複合生物材料

紐約的 Living 工作室與 Ecovative Design 在 Hy-Fi 項目上合作,該項目是在 2014 年贏得 MoMA 的年輕建築師計劃後在 MoMA PS1 的院子裡建造的展館。在 ARUP 的結構建議下,菌絲體磚被開發出來,它在不到一周的時間內從切碎的玉米桿殘渣中長出棱柱形模具。

建造時,這些磚塊形成了一座高約 12 米的塔。在為期兩個月的展覽結束時,塔被拆除,並被帶到堆肥機中,完善發揮它們的自然生物降解性。

創新建材
蘑菇建材

Carlo Ratti ssociati 與能源公司 Eni 合作開發了一種由蘑菇製成的建築結構,並在米蘭設計週上亮相。「圓形花園」是由一公里長的菌絲體組成的一系列拱門,其中孢子被注入有機材料中以開始生長。

由於許多臨時展覽館會產生大量廢物,因此 Jardim Circular 遵循更可持續的路線,其構成的蘑菇、繩索和碎木片在展覽結束後再返大地之母。

貝殼菌絲館 BEETLES 3.3 和 Yassin Areddia Designs 之間的合作,同樣通過臨時結構展示了替代性的生態意識設計。一個木製結構上覆蓋著含有真菌的椰子骨髓。經過幾天的照顧,菌絲體生長並在結構上形成了一層積雪。生長的上層因陽光而死亡並變硬,形成外殼並保護下層。

複合生物材料

除了建築結構外,菌絲體還具有用於隔熱和隔音的潛力

根據 Ecovative 的另一項倡議,包裝在木板之間的活蘑菇可以形成有效的絕緣牆。在三天內,菌絲體生長並固化鬆散的顆粒以形成氣密絕緣,同時粘附在木板上並形成本質上非常堅固的三明治。結果類似於結構絕緣板。根據 Ecovative 的說法,大約一個月後,蘑菇絕緣層會自然乾燥並變得不活躍。

複合生物材料
複合生物材料

但是,計算、生物學和建築領域的歐洲研究人員更進一步研究,他們建議使用活的真菌菌絲體以及納米顆粒和聚合物開發結構基質,以通過實施感覺融合和真菌決策來製造基於菌絲體的電子產品。

「菌絲體網路將是活躍的,它們為建築製品和材料帶來全新的基於生物學的特徵,例如自我調節、適應、決策、生長和自主修復——為建築製品大幅增加新的優勢和價值,並為依賴技術基礎設施的『智能建築』提供了一個替代範式。」

複合生物材料

菌絲體在不同領域都有巨大的潛力|創新比我們想像的更接近

關於「菌絲體的使用」的科學文章幾乎總以這樣的聲明結尾:有必要對材料進行大量研究和仔細試驗,以使其具有大規模使用所需的效率、競爭力和工業質量。

但研究人員也同意,這種材料在不同領域都有巨大的潛力。菌絲體代表了我們處理建築材料的採購、使用和處置方式的轉變。

基於菌絲體的材料具有 100% 可生物降解、在地球上大量發現、從廢物中「生長」並具有出色的功能特性,擁有巨大且未開發完全的潛力。但重要的是,菌絲體也證明了偉大的創新並不一定需要新技術或複雜的材料。他們可能比我們想像的更接近。

Source|ArchDaily、Ecovative

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