Investigadores de la Universidad de Sydney han desarrollado un proceso de cultivo biológico que utiliza hongos para convertir los desechos orgánicos en productos compostables como una solución sostenible y de bajo costo para los plásticos.
por Sally Quinn, Universidad de Sídney
Los académicos de la Universidad de Sydney han unido el diseño, la tecnología y las ciencias de la vida para cultivar productos cotidianos utilizando las propiedades únicas de los hongos comestibles.
Su artículo, publicado recientemente en Proceedings of the 2023 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems , fue escrito por un equipo multidisciplinario dirigido por el Dr. Phillip Gough, Director del Programa de Biodiseño en la Escuela de Arquitectura, Diseño y Planificación y el Dr. Anusha Withana de la Escuela de Ciencias de la Computación y el Sydney Nano Institute, integrado por el Profesor Asociado Michael Kertesz de la Escuela de Ciencias Ambientales y de la Vida y Praneeth Perera de la Escuela de Ciencias de la Computación.
Su trabajo presenta un enfoque para el cultivo de micomateriales sostenibles, una mezcla de semilla de hongo y materia de desecho, como aserrín y cartón, en formas 3D de productos cotidianos. Mediante el uso de un software interactivo y un proceso de biodiseño, que toma un diseño complejo y lo convierte en un molde, esencialmente crean un molde del material vivo que puede producir productos.
“Tuvimos éxito con un kit de champiñones para ‘cultivar uno mismo’, agregamos desechos de café molido de la cafetería local y luego imprimimos en 3D moldes detallados para convertir el material en diseños interesantes y útiles”, dijo el Dr. Philip Gough, quien codirigió el equipo de investigación con la Dra. Anusha Withana.
“Es liviano y se siente como papel, por lo que es interesante para los diseñadores. Al ser compostable, es una alternativa sostenible al plástico, que perdurará en el medio ambiente mucho después de que la tecnología quede obsoleta. Tal vez algún día la cubierta de su asistente doméstico inteligente y otros dispositivos eléctricos los dispositivos estarán hechos de un material que no va al vertedero una vez que haya terminado de usarlo, sino a su jardín”.
La investigación analiza cómo los diseñadores pueden utilizar las habilidades naturales de los hongos comestibles en el proceso de diseño . Algunas setas, como la variedad ostra, que se puede encontrar en el supermercado , o las setas Reishi medicinales, se pueden utilizar para crear nuevos materiales. Estos hongos unirán desechos orgánicos en bruto en su red de raíces a medida que crecen, creando estructuras conocidas como redes de micelio. Si la materia se seca antes de cultivar un hongo, el micelio se puede usar para formar una tela similar al cuero o un material rígido y liviano que se puede moldear en varias formas.
Los investigadores han fundido moldes de formas simples, como esferas, una tetera y un conejo, y luego desarrollaron el proceso en diseños más complejos y prácticos que hacen uso de las habilidades naturales del hongo. El micelio también se puede cultivar alrededor de la electrónica integrada; por ejemplo, los investigadores mostraron un caso en el que se utilizó este enfoque sostenible para cultivar una maceta con sensores para monitorear e informar automáticamente las condiciones del suelo de la planta.
“Usamos un enfoque de diseño de ‘primero el material’: creamos prototipos basados en las propiedades únicas del material. Por ejemplo, aísla bien, así que hicimos un portavasos de café. También hicimos una maceta texturizada para plantas que se descomponen cuando la planta es listo para una olla más grande. También mostramos que los micomateriales también se pueden moldear para albergar dispositivos electrónicos, como parlantes inteligentes “, dijo el Dr. Philip Gough.
“Cuando se rompe una carcasa de plástico de tecnología común (quizás el perro que muerde el control remoto de la televisión) es casi imposible repararlo uno mismo, ya que no se pueden fabricar componentes de plástico en casa. Los micomateriales abren oportunidades para la autoreparación y el bricolaje, ya que se pueden cultivar en su hogar. Las piezas de plástico rotas también son desechos y es posible que no se puedan reciclar, pero los micomateriales se pueden compostar”.
“Nuestro proceso puede ser utilizado por cualquier persona en su propia casa sin ningún equipo de laboratorio de biología especializado. Por ejemplo, mostramos una manera de reemplazar el costoso equipo de laboratorio con una licuadora económica, una olla a presión y una nevera portátil. Y la tubería de software que desarrollamos toma Todas las complejidades asociadas con el proceso están fuera del camino, para que pueda transformar sus diseños en formatos de crecimiento sin preocuparse por todos los detalles técnicos subyacentes.
“Otra área en la que trabajamos es la creación de dispositivos de asistencia para personas que viven con discapacidades o condiciones de salud crónicas. A menudo colaboramos con países en desarrollo como Sri Lanka, donde los costos y la accesibilidad de los materiales es un gran problema. Este método nos permitirá cultivar cosas fácilmente con residuos orgánicos accesibles localmente a una fracción del costo”, dijo.
Con la creciente escasez de recursos naturales y las preocupaciones ambientales, existe un creciente interés en los enfoques de fabricación sostenible. En 2021, CSIRO identificó los residuos de cartón y papel como una oportunidad de desarrollo en la economía circular de Australia.
“Nuestro proceso presenta una gran oportunidad. Por ejemplo, siendo Australia un país grande, con muchas regiones remotas, la cadena de suministro es un gran problema. Creo que métodos como el que proponemos pueden generar un cambio fundamental en la forma en que pensamos sobre las cadenas de suministro. En el futuro, su próximo electrodoméstico podría crecer a partir de los desechos orgánicos de la papelera de su cocina, en lugar de plásticos o metales que deben transportarse desde muy lejos”, dijo el Dr. Withana.
“La fabricación tradicional también consume mucha energía. Los plásticos están hechos de combustibles fósiles que deben extraerse, transportarse por todo el mundo, procesarse y fabricarse”, dijo el Dr. Gough.
“Nuestro trabajo le da la vuelta a esto. Los micomateriales son energéticamente eficientes e incluso pueden ser un sumidero de carbono. Obtienen su energía del material de desecho, como el aserrín, el cartón o los posos de café.
“Como diseñador, es interesante trabajar con un material que crece y expresa cierta agencia en la forma en que se ve. Además de eso, apenas estamos descubriendo para qué es útil, así que no podemos esperar a ver qué más podemos hacer”. puede hacer”, dijo.
El equipo ahora está explorando cómo pueden imprimir en 3D directamente con micomateriales , lo que les permite trabajar a mayor escala y usar menos material en general.
Más información: Phillip Gough et al, Design, Mould, Grow!: A Fabrication Pipeline for Growing 3D Designs Using Myco-Materials, Actas de la Conferencia CHI 2023 sobre factores humanos en sistemas informáticos (2023). DOI: 10.1145/3544548.3580958
