Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Ζαχαρούλα Γκόνου Ζάγκου, Επίκουρη Καθηγήτρια Τμήμα Βιολογίας, ΕΚΠΑ, (Επιβλέπουσα),
Ιωάννα Πυρρή, (Ε.ΔΙ.Π.) Τμήματος Βιολογίας, ΕΚΠΑ,
Νικόλαος Ζαχαρόπουλος, Μόνιμος Λέκτορας Τμήματος Μηχανικών Σχεδίασης Προϊόντων & Συστημάτων του
Πανεπιστημίου Αιγαίου, Σύρος
Περίληψη:
Τις τελευταίες δεκαετίες περιβαλλοντικές προκλήσεις όπως η κλιματική κρίση, η αλόγιστη χρήση φυσικών πόρων, η απώλεια φυσικών για τη ζωή ενδιαιτημάτων, η ατμοσφαιρική - εδαφική και υδάτινη ρύπανση, έχουν αλλάξει την ισορροπία και έχουν οδηγήσει στην επιτακτική ανάγκη επαναπροσδιορισμού των ενεργειακών, καταναλωτικών και ερευνητικά εστιασμένων επιλογών και την ανάπτυξη νέων προσεγγίσεων.
Στο πλαίσιο της τρέχουσας μετάβασης από μια γραμμική σε μια κυκλική οικονομία, οικολογικά φιλικές ανανεώσιμες λύσεις καταλαμβάνουν συνεχώς περισσότερο έδαφος.
Οι μύκητες ως ένα μακράν παραμελημένο βασίλειο για το μεγαλύτερο μέρος της επιστημονικής ιστορίας είναι ζωτικής σημασίας για σχεδόν κάθε πτυχή της καθημερινότητάς μας, δίνοντάς μας τον αέρα που αναπνέουμε, τροφή, φάρμακα, ρούχα. Το βασίλειο των μυκήτων είναι το κεντρικό στοιχείο του συστήματος υποστήριξης της ζωής της Γης. Είναι σε μεγάλο βαθμό αόρατοι αλλά απαραίτητοι για τη ζωή στη γη καθώς το ζωικό βασίλειο εξαρτάται από το φυτικό για συνέχιση της ύπαρξης ενώ σε ποσοστό από 70 έως και πάνω από 90%, τα χερσαία φυτά εξαρτώνται από τις συμβιωτικές σχέσεις που αναπτύσσουν με τους μύκητες στις ρίζες αυτών (μυκόρριζες) για επαρκή επιβίωση και ανάπτυξη τους (Behie & Bidochka, 2014).
Επίσης, ως ανακυκλωτές των θρεπτικών, διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στη διατήρηση της γονιμότητας του εδάφους. Τα τελευταία χρόνια, τόσο ο ευέλικτος μεταβολισμός τους όσο και η ιδιότητα του μυκηλίου να δρα ως αποτελεσματικό συνδετικό υλικό, έχει προσελκύσει την προσοχή της βιομηχανίας και της ακαδημίας
προς μία κατεύθυνση ανάπτυξης βιοσύνθετων υλικών με χαμηλό ανθρακικό αποτύπωμα.
Η μυκητιακή βιοτεχνολογία, ως σύγχρονο παρακλάδι της βιοτεχνολογίας, αποτελεί ένα μοχλό καινοτομίας για τη βιοοικονομία σύμφωνα με τις αρχές της κυκλικής οικονομίας και της αειφορίας.
Στο φως αυτών των διαπιστώσεων, τα φυσικά βιο-σύνθετα υλικά είναι ένας αναδυόμενος και πολλά υποσχόμενος τομέας στην επιστήμη των υλικών και της φυσικής δόμησης (sensu lato) με τις φυσικές ίνες να αποτελούσαν τη βασική πρώτη ύλη για την παραγωγή εμπορευμάτων και πολλών τεχνικών προϊόντων μέχρι πριν κάποια χρόνια. Τα φιλικά προς το περιβάλλον βιοσύνθετα με βάση μύκητες έχουν τη δυνατότητα να αναχαιτίσουν δραστικά το περιβαλλοντικό κόστος του κατασκευαστικού - κυρίως αλλά όχι μόνο - τομέα και να αποτελέσουν μια καινοτόμα εναλλακτική βιώσιμη λύση στη σύγχρονη οικιστική και ανάπτυξη.
Η ανάπτυξη των μυκητο-υλικών (myco-materials) της παρούσας εργασίας βασίστηκε στην τεχνική της παραδοσιακής ύφανσης η οποία αποτέλεσε τη βάση ώστε να σχεδιαστούν υποστηρικτικές δομές που επέτρεπαν τη δημιουργία τρισδιάστατα δομημένων όγκων. Κατά τη χρήση της παρούσας τεχνικής της τρισδιάστατης πλέξης, πολλαπλές δισδιάστατες επιφάνειες χειρίζονται με τέτοιο τρόπο που τα διάφορα
επίπεδα των ινών συνδέονται παράγοντας μία τρισδιάστατη ενιαία δομή. Με βάση τις δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν, επιλέχθηκαν οι ίνες κλωστικής κάνναβης ως το κυρίαρχο υπόστρωμα για το μυκήλιο.
Οι πρώτες ύλες – φυσικές ίνες και μυκήλιο βασιδιομυκήτων (βιοκαταλύτης) - και οι ιδιότητες τους καθόρισαν - περιορίζοντας ή διευρύνοντας - τις μορφές των, τη διαδικασία ανάπτυξης τους, τις τελικές εφαρμογές τους.
Αυτό περιγράφει μία μέθοδο που εισήχθη πρόσφατα, τη “σχεδίαση οδηγούμενη απ΄τα υλικά, material driven design”.
Έγιναν επίσης τρεις έλεγχοι απόκρισης των βιο-δομών σε μία μηχανική καταπόνηση - δοκιμή συμπίεσης, όπως επίσης και σε δοκιμή βιο-αποικοδόμησης σε φυσικό περιβάλλον και σε ημι-ελεγχόμενες συνθήκες και σε δοκιμή αντίστασης σε καύση.
Στόχος ήταν να δημιουργηθούν βιοδιασπώμενα, self-grown, περιβαλλοντικά αποτελεσματικά, βιοσύνθετα κατασκευαστικά υλικά με την προσαρμοσμένη μέθοδο ανάπτυξης που χρησιμοποιήθηκε στα πλαίσια της παρούσας εργασίας. Σίγουρα απαιτείται περαιτέρω έρευνα που θα βασιστεί στην παρούσα έτσι ώστε να είμαστε σε θέση να δημιουργήσουμε πρωτότυπα βιο-σύνθετα εφαρμόσιμα σε ρεαλιστικά σενάρια.
Λέξεις-κλειδιά:
μύκητες, βιοτεχνολογία, βιοσύνθετα, υλικά, φυτικές ίνες, πλέξη
