Tracés
Artikels
Community
Zoeken
Ook je steentje bijdragen?
Word lid
word lid
Het stuk van de paddenstoel dat bovengronds de kop opsteekt is eigenlijk maar een miniem deel van een organisme dat zich onder de grond uitstrekt. De worteldraden van zwammen vormen immers een netwerk met fascinerende eigenschappen. Maar dit zogenoemde mycelium heeft ook de potentie om te dienen als isolatie- of verpakkingsmateriaal en zou zelfs een alternatief voor plastic kunnen zijn.
Wie in een bos een dood stuk boom omdraait stoot misschien wel op lange, witte slierten die door het rotte gedeelte lopen. Die draden zijn clusters van minieme zwamwortels, draden die als een netwerk door dood organisch materiaal in de bodem lopen. De paddenstoel zoals wij ze kennen is slechts het vruchtlichaam van de zwam, veruit het grootste deel bestaat uit dit mycelium. Net dit ondergrondse dradennetwerk begint zijn potentieel als materialenbouwer prijs te geven.
Dr. Pauline Krijgsheld, verbonden aan de Universiteit Utrecht, is al geruime tijd bezig met onderzoek naar de eigenschappen van materialen gemaakt met mycelium. ‘In essentie gaat het om het wortelgestel van een schimmel. Er bestaat een hele waaier aan schimmels, maar degene waar naar gekeken wordt als materiaal zijn basidiomyceten, de fungi die paddenstoelen voortbrengen. Die fungeren als het voortplantingsorgaan van de zwam, en verspreiden sporen waaruit nieuwe zwammen ontspruiten.’
Paddenstoelen zijn vreemde wezens, want plant noch dier. Ze zijn heterotroof, wat betekent dat ze voor voedingsstoffen en energie aangewezen zijn op voedingsstoffen afkomstig van ander leven. Ze kunnen zelf organisch materiaal afbreken tot nutriënten en energie. Het mycelium van een zwam stoot aan de uiteinden enzymen af die materiaal uit de omgeving afbreken tot verteerbare brokjes losse suikers. De cellen aan de top vermenigvuldigen en vertakken zich, om zo uit te spreiden tot een omvangrijk wortelstelsel.
Dat wortelstelsel speelt een essentiële rol in ecosystemen. Het zorgt voor de vertering van organisch materiaal, maakt nutriënten los voor andere, en helpt de bodem water vast te houden. Maar mycelium kan nog meer. De worteldraden kunnen dienen om een materiaal te produceren dat flexibel genoeg is om een hele reeks toepassingen mogelijk te maken.
Al is produceren misschien een vreemd woord voor een materiaal dat groeit als een organisme. ‘We zijn ondertussen in staat om een brede waaier aan schimmelmaterialen te maken’, vertelt Krijgsheld. ‘Ze groeien op organisch afval, en daar kan je verschillende kanten mee uit. Op zaagsel of stro neigt het naar geperst plaatmateriaal, terwijl katoenafval een veel dichter eindproduct oplevert. De pure myceliummaterialen lijken dan weer meer op plastics. Verder onderzoeken we allerlei nabewerkingen voor mycomaterialen, zoals warm of koud persen.’
De veelzijdigheid van mycomaterialen is wat ook Jasper Bloemen zo boeit. Bloemen is creatief directeur bij Glimps, een in Gent gevestigd bureau voor bio-innovatie met als missie de toekomst van de bio-economie tastbaar te maken. ‘We gebruiken het dradennetwerk van zwammen om organische materialen te verlijmen. Het mycelium doet wat het in de natuur ook doet. Het breekt de cellulose in het organisch materiaal af en bouwt een netwerk van draden. Die hebben een verlijmende functie op het organisch materiaal. Op een gegeven moment zetten we dat proces stop. Het resultaat is een soort bio-composiet dat bestaat uit organisch materiaal en mycelium. Door de groei in een mal te stoppen kan je het eindmateriaal vormen zoals je wil. Het grote voordeel zit in de mogelijkheid om een ganse reeks licht toxische en niet-duurzame materialen te vervangen door iets wat groeit op organisch materiaal en circulair bruikbaar is, want mycelium kan gewoon op de composthoop.'
'Mycomateriaal is licht, sterk, schokabsorberend en isolerend. Dat maakt het geschikt voor een hele reeks producten waarvoor we vandaag nog materialen op basis van fossiele grondstoffen gebruiken'
Mycomaterialen produceren begint met een bepaalde organische afvalstroom zoals hennepresten, stro of zaagsel. Dat wordt bevochtigd en vervolgens gesteriliseerd. ‘Die stap is noodzakelijk om de gewenste schimmel alle kans te geven, zonder concurrentie van andere schimmels’, verduidelijkt Bloemen. ‘Vervolgens voegen we broed toe, een soort startpakket met de schimmel erin. Dat kan bijvoorbeeld elfenbankje zijn. Of oesterzwam, die doet het altijd goed op karton. Dat mengsel van broed en organisch materiaal gaat in een mal om één tot twee weken te groeien. Langzaam wordt het organisch materiaal witter en witter. Eens klaar mag het uit de mal om in een oven op zo’n 60 °C uit te drogen. Dat doodt de schimmel en maakt het eindproduct dus dood en stabiel. Eventueel kan je kiezen voor een verdere behandeling, zoals persen of coaten.’
‘De materialen die dit groeiproces oplevert hebben interessante eigenschappen’, legt Jan Berdee uit. Berdee is de oprichter van Krown, een Nederlands biotechnologiebedrijf dat commerciële toepassingen van zwammenmaterialen op de markt brengt. ‘Het is om te beginnen vrij licht, behoorlijk sterk, schokabsorberend en isolerend. Die eigenschappen maken het geschikt voor een reeks producten waarvoor we vandaag nog materialen op basis van fossiele grondstoffen gebruiken. Polystyreen bijvoorbeeld, piepschuim dus, maar ook andere stoffen zoals geëxpandeerd polypropyleen of de meest gebruikte plastic polyethyleen. Daarnaast zijn mycomaterialen ook brandvertragend. Dat opent samen met de hoge isolatiewaarde en de robuustheid ervan een aantal toepassingen in de bouw. De potentiële markt is groot.'
Even belangrijk is het feit dat mycomaterialen volledig biologisch afbreekbaar zijn. ‘Dat maakt de productie uitermate geschikt binnen een meer circulaire economie die werkt met een kringloop aan materialen’, zo stelt Bloemen. ‘Stel, je koopt een tv. Die zit nu verpakt in piepschuim, en daar valt verder niet veel mee aan te vangen. Een verpakking van myceliumcomposiet kan je gewoon verbrokkelen en composteren. Ze breken perfect af en voeden de bodem. Je kan er de planten mee bemesten die op hun beurt biomassa voor mycomaterialen leveren.’
Een toepassing van zwammenmaterialen die een flinke hap plastic zou schelen is verpakkingsmateriaal. Het spul is licht, relatief sterk en kan tegen een stootje, ideaal om goederen te beschermen bij transport. Krown brengt vandaag al verschillende verpakkingen geproduceerd met mycelium op de markt zoals koelboxen, flessenhouders en beschermingspanelen. ‘De afzetmarkt is nog beperkt, maar de interesse is er’, aldus Jan Berdee. ‘We maken zo’n 1.000 stuks per maand. Dat is nog bescheiden, maar ons klantenbestand groeit. Steeds meer bedrijven zoeken naar een duurzaam alternatief.’
Iets verpakken in schimmels lijkt tegenstrijdig. Waren verpakkingen niet bedoeld om schimmels buiten te houden, zeker als het gaat om voedsel? Een vraag die Berdee al vaak heeft beantwoord. ‘Myceliumverpakking zijn niet food proof, wat wil zeggen dat het niet toegestaan is ze te gebruiken in direct contact met voedsel. Toch bevatten de verpakkingen geen actieve schimmels. In een laatste fase gaat het materiaal de oven in, een bewerking die de schimmel doodt. Het is dus zeker geen levend materiaal meer.'
Mycomaterialen laten zich makkelijk vormgeven, wat mogelijkheden schept als constructiemateriaal. Zo bouwde het architectenbureau The Living in 2014 een 12 meter hoge toren uit myceliumblokken in New York. De toren diende drie maanden om culturele evenementen te houden, werd daarna ontmanteld en hergebruikt als meststof voor lokale gemeenschapstuinen. Ook op de Dutch Design Week van 2019 viel er een uit mycopanelen opgetrokken paviljoen te bewonderen.
‘Toch lijkt isolatiemateriaal de meest voor de hand liggende toepassing’, vertelt Berdee. Zijn bedrijf Krown biedt al een reeks isolatiepanelen aan. ‘De panelen die wij produceren hebben ongeveer 90 procent van de isolatiewaarde van piepschuim. In de praktijk betekent dat dat wij ons materiaal 10 procent dikker maken om dezelfde waarde te bekomen. Wel is ons materiaal sterker dan piepschuim of andere isolatiematerialen. Het zou dus een deel van de draagwaarde van een muur kunnen vervangen. Dat mycomaterialen ook brandvertragende kwaliteiten hebben, maakt ze prima geschikt voor plafondisolatie.’
Ook Bloemen denkt in de eerste plaats aan isolatiemateriaal. ‘Het hangt er ook van af hoe je duurzaam bouwen benadert. Een mogelijkheid is om een gebouw neer te zetten dat zo lang mogelijk meegaat. Maar je kan het ook meer tijdelijk bekijken. Ik denk bijvoorbeeld aan een huis gebouwd met een houten skelet, isolatie van mycelium en afbreekbaar pleisterwerk. Een volledig composteerbaar huis zeg maar.'
Een van de prototypes uit het portfolio van Glimps is de LumiFungi, een lamp gemaakt uit mycomaterialen, zoals de naam verraadt. De LumiFungi werd ontwikkeld in samenwerking met de Brusselse organisatie PermaFungi die zwammen kweekt op koffiegruis. ‘Als je de lamp beu bent, verbrokkel je ze gewoon op het compost. Klaar.’ Ook Krown heeft een aantal interieurproducten in het gamma, zoals een salontafel, bloempotten en een eigen lamp.
Het is mogelijk om het mycelium het basismateriaal volledig te laten verteren. Afhankelijk van de gebruikte organisch stof en de zwam levert deze procedure een materiaal op dat een leerachtig uiterlijk heeft. Dit puur mycelium dient als vervanging van leer in schoenen of tassen, en belast het milieu beduidend minder dan echt leer. Ontwerpster Kristel Peters maakte een damesschoen uit mycelium, en aan de Universiteit Wageningen ontwikkelde Iris Houthoff een alternatief voor leer onder de naam Mylium, dat ze verwerkte tot sandalen en tassen. De toepassingen van mycelium voor textiel en leer staan echter minder ver dan die op vlak van verpakking en bouwmaterialen. Vooral omdat er op vlak van levensduur en waterresistentie nog werk aan de winkel is.
‘Een bijkomende troef van zwammenmaterialen is het feit dat ze CO2 vastleggen’, wil Jasper Bloemen nog kwijt. ‘Als je organische afvalstromen composteert of verbrandt komt er CO2 vrij. Dat ligt anders bij een verwerking tot myceliumproduct. Een groot deel van de koolstof blijft in het materiaal opgeslagen. Niet in het mycelium zelf, maar in het overgebleven restmateriaal dat door de zwammendraden verlijmd wordt. Tijdelijk, bijvoorbeeld bij verpakkingen, of op langere termijn bij bouwmaterialen.'
'Het grote voordeel van mycomaterialen is dat de basisgrondstof cellulose in haast elke plantaardige reststroom zit. Het potentieel aan beschikbare afvalstromen is gigantisch'
Een veelzijdig goedje dus, dat een groot deel van het verpakkings- en isolatiemateriaal kan vervangen. ‘Maar de kostprijs ligt nog te hoog’, vertelt Bloemen. ‘Zeker op verpakkingsmateriaal zijn de winstmarges heel klein. Zwammenmaterialen kunnen moeilijk concurreren op prijs met de op olie gebaseerde plastics. Voorlopig richten we ons op producten waarbij de consument bereid is meer te betalen, ook voor de verpakking. Een opschaling vraagt ook een andere organisatie van de productieketen. Het verzamelen en verwerken van afvalstromen moet nog grotendeels van de grond komen. Mycomaterialen stuiten soms op wantrouwen. Schimmels hebben de perceptie niet mee, zeker niet als isolatiemateriaal.’
Toch ziet Bloemen myceliummaterialen een grote rol spelen in het opwaarderen van afval. ‘Er is echt nog veel marge wat het beter benutten van afvalstromen betreft. Het grote voordeel van mycomaterialen is dat de basisgrondstof cellulose in haast elke plantaardige reststroom zit. Het potentieel aan beschikbare afvalstromen is gigantisch.’
Ook Jan Berdee heeft vertrouwen in de toekomst zwammenmaterialen. ‘Ik zie op termijn een keten ontstaan waarbij organisch afval dat nu veelal gecomposteerd wordt tot materialen verwerkt wordt in myceliumfabrieken, materialen die op het einde van hun gebruikscyclus gewoon terug de natuur in kunnen. Het is misschien zelfs mogelijk om afgedankte mycomaterialen direct als grondstof te gebruiken voor nieuwe producten. Zo raakt de kringloop steeds verder gesloten.'
