Schimmels en bacteriën waar je op kunt bouwen: maak kennis met levend beton dat zichzelf herstelt

Een huis bouwen met levende schimmels? Het klinkt nogal vergezocht, maar Amerikaanse onderzoekers brengen dit nu een stap dichterbij. Zij ontwikkelden een duurzaam alternatief voor beton dat in staat is om zichzelf te herstellen. En dat misschien nog wel veel meer in zijn mars heeft.

Het bijzondere goedje, dat deze week door onderzoekers van de Montana State University is gepresenteerd in vakblad Cell, bestaat uit levende cellen en blijft na de installatie meer dan een maand actief. Het materiaal bestaat uit een mix van levende bacteriële cellen en het wortelachtige netwerk van schimmels, dat we ook wel zwamvlok of mycelium noemen. Samen vormen ze een bouwstof die op lage temperaturen kan worden geproduceerd en zich na beschadiging op eigen houtje herstelt.

Biobased bouwen
“Biobased materialen zijn nog niet sterk genoeg om beton volledig te vervangen”, legt hoofdonderzoeker Chelsea Heveran van Montana State University uit. “Maar wij werken er samen met andere wetenschappers hard aan om hun eigenschappen te verbeteren, zodat ze op grotere schaal gebruikt kunnen worden.” Wat de stof zo bijzonder maakt, is de levensduur van de actieve cellen. Eerdere versies van deze ‘levende’ materialen verloren na een paar dagen of weken al hun functie, maar dit nieuwe bouwmateriaal blijft minstens een maand actief. Dat maakt de weg vrij voor nieuwe toepassingen.

Geometrische structuren
Het onderzoeksteam gebruikte de schimmelsoort Neurospora crassa en wist een interne structuur op te bouwen die doet denken aan menselijk botweefsel. “We ontdekten dat schimmelstructuren uitstekend in staat zijn om de interne architectuur van het materiaal neer te zetten en het geheel te stabiliseren”, vertelt Heveran. “We hebben geometrische structuren gecreeërd die lijken op corticaal bot (compact, hard botweefsel), maar in de toekomst kunnen we waarschijnlijk ook andere vormen bouwen.” En dat is niet alleen een mooi gezicht: een slimme interne structuur maakt het materiaal sterker en functioneler voor het gebruik in allerlei soorten bouwprojecten.

Bouwen aan een duurzamere wereld
Maar er is meer: naast de zelfherstellende eigenschappen is het grootste voordeel van dit materiaal misschien wel de duurzaamheid. Traditioneel beton is verantwoordelijk voor zo’n 8 procent van de wereldwijde CO2-uitstoot. Het mycelium-materiaal daarentegen wordt geproduceerd bij lage temperaturen, met behulp van natuurlijke organismen. Het heeft de potentie om traditioneel beton in de toekomst deels of zelfs helemaal te vervangen in de bouw. “Het zijn spannende tijden voor ons, want we willen dat de cellen in het materiaal ook in staat zijn om andere functies uit te voeren”, zegt Heveran. “Het gaat ons niet alleen om het herstel van scheurtjes en andere oneffenheden in het bouwmateriaal. Hopelijk gaat het lukken om de bacteriën bijvoorbeeld ook aan te zetten tot de afbraak van vervuilende stoffen. We hebben een heel rijtje met slimme functies op het oog voor onze minuscule bouwvakkertjes.”

Langer leven en opschalen
Het innovatieve materiaal laat nu al zien over indrukwekkende eigenschappen te beschikken, maar het onderzoek is nog volop in ontwikkeling. De wetenschappers zijn op het moment bezig om ervoor te zorgen dat de cellen nóg langer blijven leven. Ook willen ze het productieproces zo snel mogelijk opschalen naar industrieel niveau. Schaalbaarheid is namelijk een vereiste als een duurzame uitvinding echt een rol wil gaan spelen in de bouwsector.

De weg naar een stad vol schimmelhuizen is nog lang, maar het fundament is gelegd. En wie weet: misschien wonen we over tien jaar echt in huizen die zichzelf repareren en tegelijk een duit in het zakje doen om de planeet te sparen.