NGHIÊN CỨU - ỨNG DỤNG

Kết cấu cột được sản xuất từ sợi nấm và rác thải

20/01/2022 - 09:10 SA

Blast Studio đã phát triển một kết cấu in 3D từ sợi nấm, sử dụng để tạo thành một cấu trúc cột có thể cung cấp thực phẩm, đồng thời đóng vai trò như một loại vật liệu xây dựng.
Được gọi là Tree Collumn, cao 2m có cấu trúc đường vân sần sùi như thể một thân cây. Với hình dạng được thiết kế theo thuật toán để nâng cao khả năng đáp ứng nhu cầu xây dựng, đồng thời tạo điều kiện phát triển tối ưu cho sợi nấm, hệ thống rễ của nấm. Tree Column được xây dựng bằng cách kết hợp sợi nấm với nguyên liệu là những cốc cà phê giấy phế thải được thu gom ở khắp London, và đưa nó vào một máy in, tương tự như loại được sử dụng để in 3D với đất sét.

Sau khi được in thành hình dạng, sợi nấm hấp thụ các loại giấy được nghiền, tạo ra một loại nấm có thể sử dụng như thực phẩm. Tree Column cũng được sử dụng như một dạng kết cấu chịu lực, với các cách thức sản xuất đặc biệt và bền bỉ.

Blast Studio đang làm việc để mở rộng quy mô công nghệ trong xây dựng một công trình trong tương lai, họ hy vọng sẽ xây dựng toàn bộ một căn nhà với loại vật liệu mới này. Đồng sáng lập Paola Garnousset cho biết điều này có thể cho phép xây dựng các công trình sử dụng vật liệu tái chế từ rác thải, đồng thời cung cấp nguồn cung thực phẩm nhất định cho chính công trình đó.


Chúng tôi muốn tạo lên một loại vật liệu mới từ việc tái chế rác thải, đồng thời cung cấp thực phẩm cho con người. Ý tưởng sẽ là sử dụng máy in 3D tạo lên một cấu trúc cột, cấu trúc này sẽ được cấy ghép các loại nấm khác nhau, một số loại sẽ tăng cường độ bền và một số sẽ là loại nấm ngon.

Quy trình sản xuất của Tree Column bắt đầu bằng việc cắt nhỏ các cốc cà phê bằng giấy và đun sôi chúng trong nước để tạo ra bột giấy tiệt trùng. Sau đó, chất này được trộn với sợi nấm, cũng như bất kỳ sắc tố tự nhiên nào để tạo thêm màu sắc. Hỗn hợp sinh khối thu được được đẩy qua một máy in 3D từng lớp một, để tạo thành 10 mô-đun riêng biệt, được xếp chồng lên nhau thành một cột cao 2,1 mét và được hợp nhất với nhau.

Nhiều nếp gấp và đường nứt của nó được thiết kế chung để tạo ra một cấu trúc có thể tự nâng đỡ trong quá trình sản xuất phụ gia, cũng như hỗ trợ quá trình phát triển của sợi nấm bằng cách tạo ra các "túi vi khí hậu" có mái che để giữ độ ẩm dọc theo chiều dài của cột.

Paola Garnousset giải thích: “Để sợi nấm phát triển tốt, nó cần một môi trường ẩm ướt tránh xa luồng không khí, như trong lớp bụi rậm nơi chúng phát triển tự nhiên.

Trong ba đến bốn tuần đầu tiên, cho đến khi sợi nấm phát triển bao phủ toàn bộ cột, nó cần được giữ trong môi trường ẩm ướt tương tự như trong nhà kính. Sau đó, nó được làm khô ở 80 độ Celcius, giết chết sinh vật hiệu quả để ngăn chặn sự phát triển của chúng và làm rắn chắc vật liệu.

Garnousset cho biết: “Tree Column rất nhẹ và chịu lực tốt trong cả độ nén và độ uốn nhờ tính đàn hồi của vật liệu. Đối với các công trình xây dựng nhỏ như nhà ở và các công trình nhỏ, bê tông có thể được thay thế bằng sợi nấm".

Nếu như Tree Column bị hư hỏng, nó có thể được tái chế và in lại để tạo thành một mới cột mới. Nhưng Blast Studio cũng đang xem xét việc tạo ra một Tree Column có khả năng tự sửa chữa, bằng cách sấy sợi nấm vừa đủ để không giết chết sinh vật, điều này sẽ cho phép nó phát triển trở lại trên bất kỳ nứt nẻ nào sau khi tiếp xúc với nước.

Một phiên bản Tree Column hiện đang được trưng bày như một phần của cuộc triển lãm Bảo tàng Thiết kế của Luân Đôn và sẽ được sử dụng làm khối xây dựng đầu tiên cho công trình Tree Pavilion, nơi mà studio hy vọng sẽ xây dựng vào cuối năm, để cho thấy công nghệ mới có thể được áp dụng cho quy mô công trình lớn hơn.

Một số kiến trúc sư và nhà thiết kế khác, bao gồm Dirk Hebel và studio The Living ở New York, cũng đã tạo ra các công trình thử nghiệm bằng cách sử dụng sợi nấm thay vì các vật liệu kết cấu truyền thống nhiều khí thải như bê tông và thép.

Điều này thường liên quan đến việc sợi nấm được phát triển trong khuôn để tạo thành gạch. Nhưng công nghệ in 3D của Blast Studio có thể tạo ra các hình dạng phức tạp mà không cần khuôn, được tối ưu hóa để cải thiện hiệu suất của cấu kiện công trình đồng thời giảm trọng lượng và sử dụng vật liệu.

Trong khi các loại vật liệu này vẫn còn sơ khai, một số công ty đã và đang nghiên cứu để tạo ra các tấm cách nhiệt và cách âm được chứng nhận từ sợi nấm, có thể hoạt động tốt hơn các loại tương đương bằng nhựa, ngăn việc phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính trong quá trình sản xuất.

VLXD.org (TH/ TC Xây dựng)
 

Ý kiến của bạn

MẠNG THÔNG TIN VẬT LIỆU XÂY DỰNG VIỆT NAM

P 504, nhà A, số 3 Chùa Láng, Đống Đa, TP. Hà Nội.

024 ‭6276 4286 - Hotline: 0905 329 019

gamma.vlxd@gmail.com - Website: vatlieuxaydung.org.vn/ vlxd.org

- Giấy phép số 3374/GP-TTĐT do Sở TT&TT Hà Nội cấp ngày 28/6/2016
- Cơ quan chủ quản: Trung tâm Thông tin và Chuyển giao công nghệ VLXD - Hội VLXD Việt Nam
- Người chịu trách nhiệm nội dung: Lương Tuân
- Vận hành và phát triển: Công ty Gamma NT
Vui lòng ghi rõ nguồn "vatlieuxaydung.org.vn" khi phát hành lại thông tin từ website này.