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工程师利用真菌的力量分解工程木材制品,制造具有绝缘性能的生物复合材料。
巴斯大学的研究人员表示,一种常见的真菌可以分解难以回收的建筑废弃物,并将其转化为可持续的保温材料,其保温材料可与传统保温和石化产品媲美。
建筑行业是全球碳排放和填埋废弃物的主要来源。木材废弃物占建筑和拆除废弃物的近三分之一,以及填埋废弃物总量的近10%。为了增强强度并防止腐烂,许多木材经过树脂处理,导致回收困难,分解时释放有毒化学物质和温室气体。
巴斯的研究人员正在解决自然问题,将废木喂给真菌。真菌生长时,会发出一张根状细丝网,分解有机物并吸收养分。这个网络称为菌丝体,像胶水一样将材料粘合成天然的、隔热且耐火的复合材料。
该研究的主要作者、建筑与土木工程系研究员乔尼·怀尔德曼表示:“建筑工程中最大的挑战之一是材料在使用寿命结束时的处理方式。
“菌丝基材料是一种新颖的选择,正受到关注,但这是我们首次展示真菌同时承担两项工作;创造可持续的保温材料,并将具有挑战性且可能有害的废弃物转化为有价值的东西。”
菌丝基复合材料正在被测试为比传统绝缘材料更环保的替代品;但许多是基于快速生长的作物或木材和造纸行业的副产品。虽然这些被归类为废弃物,但在动物饲料、纺织品和造浆中也有重要用途。
定向绞板(OSB)是一种工程木材产品,由压缩木片与合成树脂结合制成。它被用于室内墙体、地板和屋顶甲板,废弃物常被焚烧或掩埋,对健康和环境构成风险。
研究人员敲击并浸泡了废弃物OSB,然后加入了“Trametes versicolor”,这是一种常见于英国林地的腐烂木质真菌,俗称火鸡尾巴。尽管含有合成添加剂,团队证明真菌在OSB上成功生长,形成了坚固且稳定的材料。
他们还发现,所得生物材料的热性能与传统绝缘产品相当,碳排放量比传统材料(包括膨胀聚苯乙烯、挤压聚苯乙烯和矿物棉)低十倍以上。
本研究展示了建筑行业中一些最复杂的废弃物如何为更循环且不影响性能的材料提供实用解决方案。
项目主管、建筑与土木工程系研究员Andrew Shea博士表示:“这是利用生物学重新思考建筑材料制造和使用方式的激动人心的一步。”
Joni补充道:“随着我们进一步测试这一概念,我们可能会看到这些材料被应用于包装、隔音,甚至纺织品等多种领域,用可生物降解和循环替代品取代高碳材料。”
虽然这种生物基材料产生的碳排放远低于传统保温材料,但团队指出,尤其是干燥过程中的能源消耗是最大的排放来源。他们计划探索如何将该工艺推广到工业生产,同时减少制造业的能源需求和影响。
展望未来,他们将监测材料随时间的变化,评估耐久性及其在不同湿度条件下的表现。他们还将研究其他具有挑战性的废弃物流,如塑料或有毒材料,这些废料可以转化为真菌基材料,实现更可持续的建筑。