雪城工程师着眼于森林地面来改善建筑物

赵勤正在利用菌丝体的自然力量(蘑菇下面的纤维网络)来创造可持续的隔热材料、更坚固的建筑材料和更清洁的室内空气。《雪城大学工程师着眼于森林地面改善建筑》一文首先发表在《今日雪城大学》上。

来源:雪城大学

更好建筑的蓝图可能隐藏在森林地面之下。

为了设计可持续、耐候的结构,赵勤正在研究跨越数千英亩地下的真菌网络——这是地球上最广阔的生物体之一。

菌丝体是快速生长的蘑菇菌落背后的纤维网络,可以跨越数英里。它的地下线连接起来传输水、营养物质和矿物质,帮助蘑菇生长并最终出现在地面上。

秦的研究探索了如何收获、种植这些天然纤维并加工成高性能材料,从而重塑我们子孙后代建造建筑的方式。

“我们关注的是这些菌丝体纤维如何生长和繁茂,以及如何使用这些纤维来替代许多合成聚合物,”工程与计算机科学学院土木与环境工程副教授秦说。 “然后,我们将这些知识应用于设计建筑物内部结构背后的基本力学,使它们更轻、更强、更能抵抗地震等动态力。”

从森林地面到实验室

秦的团队从最基础的层面开始工作,从单个孢子开始。研究人员将蘑菇孢子放入精心准备的生长介质中,然后使用延时成像来监测纤维如何生长、分支和连接。

通过调整湿度、温度和基质硬度等环境条件,该小组可以影响菌丝体网络发育的速度和密度。

一旦网络成熟,它就成为天然的粘合剂。

当引入木屑或锯末等生物质材料时,菌丝体纤维会生长到颗粒之间的间隙中,并将所有物质粘合在一起,其功能就像生物版的木胶,不含任何合成化学品。

结果是一种类似于中密度纤维板的材料,但完全由天然成分制成。