Verrückte Projekte schiessen wie Pilze aus dem Boden
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Die Batterie, die mit Pilzen läuft
Mit Pilzen Strom erzeugen: Forschenden der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) ist dieses Kunststück mit einer mikrobiellen Brennstoffzelle aus zwei verschiedenen Pilzen gelungen. Auf der negativen Seite der Batterie (Anode) verdaut eine Hefe Zucker und setzt Elektronen frei. Auf der positiven Seite (Kathode) nimmt ein anderer Pilz diese auf. Durch ihre Bewegung von einem Pol zum anderen wird Strom erzeugt. Solange die Pilze Nahrung erhalten, produzieren sie auf diese Weise kontinuierlich Elektrizität. Die lebende Batterie könnte beispielsweise Sensoren in der Landwirtschaft oder in der Forschung in abgelegenen Regionen mit Strom versorgen. Und hat sie ausgedient, lässt sie sich kompostieren. «Pilze sind noch immer zu wenig erforscht und werden zu wenig genutzt», bedauert die an der Studie beteiligte Forscherin Carolina Reyes. «Das gilt insbesondere für die Materialwissenschaft.»
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Feiner Tempeh aus Sojaabfällen
Könnten Pilze im Kampf gegen Lebensmittelverschwendung helfen? Ein Team der EPFL setzt darauf und verwertet mithilfe von Pilzfermentation die festen Rückstände aus der Herstellung von Sojamilch und Tofu – das sogenannte Okara. Weltweit fallen davon jährlich 14 Millionen Tonnen an. Aufgrund seines hohen Wassergehalts ist Okara jedoch extrem leicht verderblich. Meist endet es als Tierfutter oder in Biogasanlagen.
Tempeh, ein traditionelles indonesisches Lebensmittel, wird traditionell aus ganzen Sojabohnen hergestellt. Diese werden mit dem Pilz Rhizopus oligosporus beimpft, dessen Myzel die Bohnen zu einer kompakten Masse zusammenfügt. «Wir haben diese Technik auf Okara übertragen, das aufgrund seines hohen Feuchtigkeitsgehalts und seiner stark verdichteten Partikel schwieriger zu fermentieren ist», erklärt Tiffany Abitbol, Assistenzprofessorin am Labor für nachhaltige Materialien der EPFL. Das Ergebnis ist ein konkreter Ansatz, um aus grossen Mengen von Lebensmittelresten eine neue Proteinquelle zu gewinnen.
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Die aussergewöhnliche Gravur der Natur
Feine schwarze Adern ziehen sich durch das Holz wie Noten durch eine Melodie. Ein einzigartiges Muster, das ganz ohne menschliches Zutun entsteht. Den Pinsel führen allein die Zeit und das organische Wachstum eines Pilzes. Alles beginnt mit diesen geschwungenen Linien, die Jakob Koster, damals Inhaber der St. Galler Familienschreinerei Koster AG Holzwelten, auf einem Stück Zwetschgenholz entdeckt.
Als er das Muster dem Forscher Francis Schwarze von der Empa, zeigt, ist die Ursache rasch gefunden: ein seltener Pilz, der Melanin bildet, ohne dabei die tragende Holzstruktur (weder mit Braun- noch mit Weissfäule) anzugreifen. «Früher liess man Stämme mehrere Monate im Wald liegen und hoffte, dass sich der richtige Pilz ansiedelte», erinnert sich der Forscher.
Aus dieser Begegnung entsteht ein von Innosuisse unterstütztes Projekt, in dem Forschung und Handwerk so eng zusammenfinden, dass die Schreinerei heute für die Pilzzucht besser ausgerüstet ist als das Forschungsinstitut selbst. Die Bretter durchlaufen Vakuumkammer, Sterilisation und Inokulation und lagern danach mehrere Wochen in einer Klimakammer. Dort zeichnet der Pilz auf Ahorn, Esche oder Buche eine Maserung, die an feinsten Marmor erinnert. So entstehen Möbel, Objekte, Accessoires und Instrumente mit einem bisher einzigartigen Dekor.
Mehr Infos : myraiwood.ch
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Verpackungsfolien aus lebenden Pilzen
Eine aktuelle Herausforderung bei Biomaterialien wie Zellulose, Lignin oder Chitin besteht darin, dass sie einer chemischen Behandlung unterzogen werden müssen, um ausreichend widerstandsfähig zu sein. Hierbei verlieren sie jedoch ihre biologische Abbaubarkeit. Forschende der Empa konnten dieses Dilemma mithilfe des Gemeinen Spaltblättlings umgehen.
Ihr Material basiert auf dem Myzel, dem unsichtbaren Teil dieses essbaren Pilzes, der auf Totholz wächst. Der entscheidende Kniff: Sie nutzen den gesamten Pilz, insbesondere seine extrazelluläre Matrix – ein Geflecht aus Fasern und Proteinen, das er von Natur aus zum Aufbau seiner Struktur bildet. «Die Natur hat bereits ein optimiertes System entwickelt. Warum sollten wir es nicht nutzen?», sagt Gustav Nyström, Leiter des Empa-Labors Cellulose and Wood Materials.
Das Resultat? Ein lebendes, vollständig biologisch abbaubares Material ohne Chemikalien, dessen Reissfestigkeit mit chemisch behandelten Materialien mithalten kann. Die Forschenden möchten diese Eigenschaft unter anderem für Bioabfallsäcke nutzen, die sich selbst kompostieren.
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Schallschutz: Akustikplatten aus Pilzen!
Schluss mit Akustikplatten aus Erdölderivaten. Darauf setzt ein Team des Labors für nachhaltige Materialien der EPFL. Es hat ein auf landwirtschaftlichen Abfällen wachsendes Myzel entwickelt, das auf natürliche Weise einen schallabsorbierenden Schaum bildet.
Dazu mischen die Forschenden zwei agroindustrielle Abfälle, nämlich Roggenstroh und Kaffeesatz mit Myzel-«Brut» – dem Pendant zu Samen bei Pilzen – und Wasser. Die Mischung kommt anschliessend in Formen, in denen der Pilz rund zehn Tage wächst. Seine Fäden, die Hyphen, durchziehen nach und nach das Gemisch und verbinden Stroh- und Kaffeepartikel miteinander – ähnlich wie ein lebender Klebstoff. Danach wird alles getrocknet, um das Wachstum zu stoppen und ein festes, leichtes Material zu erhalten.
Dies hat einen doppelten Nutzen: Einerseits verwerten die Platten günstige und reichlich vorhandene Abfälle, anstatt neue Ressourcen zu verbrauchen. Zudem sind sie eine vollständig biologisch abbaubare Alternative zu synthetischen Akustikschäumen, die meist aus der Petrochemie stammen und nicht recycelbar sind.
