Drożdże wchodzą do budynków. Wykończeniówka przetestuje nowy materiał
To nie jest eksperyment z laboratorium rodem z filmu. Ten materiał powstaje z drożdży i może namieszać w świecie plastiku, paneli oraz syntetycznych tekstyliów. Naukowcy twierdzą, że to początek zupełnie nowej klasy materiałów do wnętrz.
Drożdże kojarzą nam się przede wszystkim z piekarnią, piwem i fermentacją, a nie z architekturą, prawda? Naukowcy z Chalmers University of Technology pokazali jednak, że mogą one stać się składnikiem materiału do wnętrz. Z dezaktywowanych drożdży piekarskich, włókien celulozowych, alginianu, gliceryny i wody powstała masa, którą da się drukować w 3D. Efekt nie jest oczywiście betonem ani cegłą, lecz lekkim biomateriałem na panele, przegrody i osłony światła.
Przepis wygląda jak kuchnia, ale działa jak inżynieria
Receptura przygotowana przez naukowców brzmi zaskakująco prosto: drożdże piekarskie, włókna celulozowe z drewna, alginian z alg brunatnych, gliceryna roślinna i woda. Każdy składnik ma jednak tak naprawdę konkretne zadanie. Celuloza wzmacnia materiał i pomaga utrzymać kształt. Alginian poprawia stabilność wymiarową, czyli sprawia, że wydrukowana forma mniej się zapada i lepiej zachowuje geometrię. Gliceryna działa jak plastyfikator, dzięki czemu materiał jest bardziej elastyczny i mniej kruchy.
Z tych składników powstaje hydrożel, czyli miękka, żelowa masa zawierająca dużo wody. To właśnie ona trafia do drukarki 3D. Materiał jest drukowany metodą ciśnieniową w temperaturze pokojowej, bez energochłonnego wypalania i bez dodatkowych struktur podporowych. Po wydrukowaniu element schnie, uzyskując finalny kształt.
Badacze w swojej pracy opisali zoptymalizowaną formułę zawierającą m.in. 3 proc. roztworu drożdży, 13 proc. wodnego roztworu mikro- i nanowłókien celulozowych, 1 proc. alginianu sodu oraz 5 proc. gliceryny. Jest więc to kontrolowany materiał badany pod kątem reologii, mikroskopowej struktury, wytrzymałości, kurczenia, koloru, porowatości i przepuszczania światła.
Druk 3D pozwala zrobić formę bez góry ścinków
Jedną z największych zalet tej technologii jest przede wszystkim sposób produkcji. W architekturze wnętrz mnóstwo elementów powstaje przez wycinanie, docinanie, frezowanie albo łączenie gotowych płyt. To oznacza odpady, ograniczenia formy i konieczność dostosowania projektu do standardowych formatów materiału.
Druk 3D działa całkowicie odwrotnie niż tradycyjna produkcja. Najpierw powstaje projekt kształtu, struktury czy wzoru, a później materiał trafia dokładnie tam, gdzie jest potrzebny. Dzięki temu można łatwo tworzyć perforacje, zmieniać grubość elementów, nadawać im różne faktury i projektować je tak, by były jednocześnie praktyczne i estetyczne.
W przypadku materiału z drożdży to istotne, bo mówimy o zastosowaniach we wnętrzach: panelach ściennych, przegrodach, lekkich ekranach, osłonach przeciwsłonecznych i elementach modulujących światło dzienne. To nie są belki nośne ani fasady wieżowców. To raczej warstwa wnętrza, która ma dzielić przestrzeń, filtrować światło, tworzyć akustyczne lub wizualne osłony i zastępować część tworzyw syntetycznych.
Materiał może przepuszczać światło albo je przyciemniać
Najciekawszy efekt architektoniczny dotyczy samego światła. Zależnie od receptury i sposobu druku materiał może mieć różną przezroczystość, kolor, porowatość i fakturę. W badaniu duże próbki w formie drukowanych płytek 20 x 50 cm wykazywały przepuszczalność światła w zakresie od 5,6 do 31,6 proc.
Taki panel nie musi być więc zwykłą nieprzezroczystą płytą. Może działać jak półprzezroczysta przegroda, filtr światła albo osłona ograniczająca bezpośrednie nasłonecznienie. W biurze, galerii, hotelu czy mieszkaniu mogłoby to oznaczać elementy dzielące przestrzeń bez całkowitego zamykania wnętrza.
Kolor samego materiału naturalnie mieści się w odcieniach żółci i brązu, ale można go modyfikować naturalnymi pigmentami albo wykorzystać barwne szczepy drożdży. To otwiera przestrzeń dla projektowania nie tylko funkcjonalnego, lecz także estetycznego. Biopochodny materiał nie musi wyglądać jak prowizoryczna ekologiczna tektura. Może mieć własny język formy, bliższy tkaninie, skórze, papierowi albo matowej ceramice.
Wytrzymałość jest naprawdę obiecująca
W pracy naukowej podano maksymalną średnią wytrzymałość na rozciąganie na poziomie 2,7 MPa oraz wydłużenie przy zerwaniu do 25,2 proc. To pokazuje, że materiał nie jest tylko dekoracją, ale potrafi przenosić pewne obciążenia i zachować elastyczność. Jednocześnie nie należy robić z niego cudownego zamiennika betonu, stali czy konstrukcyjnego drewna.
Najbardziej realistyczne zastosowania są lekkie i wewnętrzne. Panele, przegrody, dekoracyjne ekrany, elementy regulujące światło, być może akustyczne struktury ścienne – to obszar, w którym taki materiał może mieć sens. Zwłaszcza tam, gdzie dziś stosuje się tworzywa sztuczne, syntetyczne tekstylia, laminaty albo płyty o dużym śladzie środowiskowym.
Badacze wskazują też jednak na pewne ograniczenia. Przed szerszym zastosowaniem trzeba sprawdzić m.in. wytrzymałość, odporność ogniową, zachowanie przy wilgoci, trwałość, starzenie i możliwość produkcji w większej skali. Pamiętajmy, że w budynkach materiał musi nie tylko dobrze wyglądać w dniu montażu, lecz także spełniać normy, zachowywać się przewidywalnie i nie tworzyć problemów eksploatacyjnych.
Budownictwo szuka ucieczki od materiałów z ropy
Zastanawiałeś się kiedyś, z czego tak właściwie robimy wnętrza naszych mieszkań i domów? Płyty, laminaty, pianki, tworzywa sztuczne, syntetyczne tkaniny czy różnego rodzaju kompozyty są dziś wszędzie, bo są praktyczne i stosunkowo tanie. Kłopot zaczyna się wtedy, gdy trzeba je wymienić albo wyrzucić. Wiele z tych materiałów trudno poddać recyklingowi, a ich produkcja i utylizacja wiążą się z dużym zużyciem surowców oraz energii.
Właśnie dlatego rośnie zainteresowanie biomateriałami. Architektura coraz częściej testuje grzybnię, glony, włókna roślinne, odpady rolnicze, biopolimery i inne surowce pochodzenia biologicznego. Nie zawsze chodzi o zastąpienie całego budynku jednym cudownym materiałem. Częściej chodzi o stopniowe podmienianie tych elementów, które nie muszą być mineralne, metalowe albo plastikowe.
Przeczytaj także:
Materiał z drożdży wprost świetnie wpisuje się w ten kierunek. Powstaje ze składników odnawialnych i po zakończeniu użytkowania może łatwiej wrócić do naturalnego obiegu. To trochę zmienia podejście do trwałości. Nie każdy element wnętrza musi służyć przez dziesięciolecia. Niektóre można projektować tak, by dało się je łatwo wymienić, a po zużyciu bezpiecznie zagospodarować.
*Źródło grafiki wprowadzającej: Chalmers University of Technology; Canva Pro
