Baumaterialien aus Pilzen

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat gerade drei SFB bewilligt; an zwei ist die TU Berlin als Sprecherin und an einem als Kooperationspartnerin beteiligt. Der verlängerte SFB „Re-Figuration von Räumen“ wird sich für weitere vier Jahre der Frage widmen, wie sich Gesellschaften weltweit unter dem Einfluss von Digitalisierung, Migration, ökologischen Krisen und geopolitischen Veränderungen neu ordnen – mit dem Fokus auf Räume und ihre Bedeutungen. Beide bewilligten SFB zusammen werden mit über 20 Millionen Euro gefördert.

Der Sonderforschungsbereich 1743 „MY-CO BUILD: Biotechnologische Herstellung, Charakterisierung und Nachhaltigkeitsbewertung pilzbasierter Baumaterialien“ entwickelt im Bereich der Grundlagenforschung aus nachwachsenden Rohstoffen der Agrar- und Forstwirtschaft eine neue Klasse pilzbasierter Materialien, die biologisch hergestellt und biologisch abbaubar sind. Für die Erforschung und Entwicklung dieser Materialien werden die Potenziale der Pilzbiotechnologie ausgenutzt. „Unser Ziel ist es, die wissenschaftlichen Grundlagen für definierte Herstellungsprozesse und reproduzierbare Eigenschaftsprofile von pilzbasierten Materialien zu legen“, erklärt die Sprecherin des SFB, Prof. Dr.-Ing. Vera Meyer, Leiterin des Fachgebiets „Angewandte und Molekulare Mikrobiologie“ an der TU Berlin. Hierzu gehöre die systematische Etablierung einer Prozesskette, die alle biologischen und technologischen Aspekte im Herstellungsverfahren auf der Nano- bis zur Makroskala berücksichtigt und damit ein zielgerichtetes Materialdesign ermöglicht.

Erstmals interdisziplinäre Erforschung von Pilzmaterialien

Der SFB führt erstmalig in einem interdisziplinären Verbund verschiedene Fachdisziplinen zusammen, die die biologischen, mechanischen, physikalischen, chemischen, thermischen, akustischen und architektonischen Eigenschaftsprofile pilzbasierter Materialien untersuchen. Diese Eigenschaftsprofile werden bestimmt von der genetischen Ausstattung des verwendeten pilzlichen Produktionsorganismus, den agrar- und forstwirtschaftlichen Substraten für das Pilzwachstum sowie den Herstellungs- und Verarbeitungsprozessen. Um hierbei Wechselwirkungen auf allen Größenskalen beschreiben, verstehen und vorhersagen zu können, werden neue, durch numerische Simulationen unterstützte mathematische Modelle entwickelt. „Diese Modelle werden dann ein maßgeschneidertes Design der Materialeigenschaften möglich machen“, sagt Meyer.

KI-basierte Vorhersagen zur Nachhaltigkeit

Neben dem grundlegenden Verständnis der Zusammenhänge zwischen den Strukturelementen und den Eigenschaften der pilzbasierten Materialien werden systematische, entwicklungsbegleitende Stabilitäts- und Alterungsuntersuchungen sowie KI-basierte Nachhaltigkeitsvorhersagen etabliert. „Mit den hier entwickelten Prozessen und Verfahren möchte der SFB neue inter- und transdisziplinäre Wege für die Entwicklung und Etablierung biogener und nachhaltiger Materialen beschreiten, die mit den bisherigen so nicht möglich sind“, erklärt Vera Meyer.