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Jan 14, 2024

Construindo o futuro com fungos

A busca por materiais de construção renováveis ​​leva professores da área civil

A busca por materiais de construção renováveis ​​leva professores de engenharia civil e arquitetura ao inesperado mundo dos cogumelos.

O professor Zhao Qin (centro) trabalha com alunos de graduação e pós-graduação para criar um modelo holístico de micélio de cogumelo no nível molecular, fornecendo informações sobre o potencial do micélio para usos arquitetônicos em larga escala.

Quando Zhao Qin e Nina Sharifi chegaram à Syracuse University como novos membros do corpo docente, cada um deles sabia que a colaboração interdisciplinar seria essencial para seus objetivos. Sharifi, professor da Escola de Arquitetura, ficou entusiasmado com a possibilidade de usar materiais renováveis ​​na construção civil. Qin, professor de engenharia civil e ambiental, queria explorar usos estruturais de materiais produzidos por animais, plantas ou fungos.

"Fiquei pensando: 'Que tipo de biomateriais pode nos permitir escalar do estudo de materiais em nanoescala para aplicações de engenharia civil, como infraestrutura ou projetos em grande escala?'" diz Qin, que ingressou na Faculdade de Engenharia e Ciência da Computação de Syracuse em 2019 obtendo um doutorado e trabalhando como cientista pesquisador no MIT, estudando a mecânica de redes de proteínas microscópicas.

Qin e Sharifi encontraram um terreno comum no micélio, um biomaterial fúngico semelhante a uma raiz produzido durante o crescimento de cogumelos. O micélio forma uma rede fibrosa sob o solo e é essencial para o crescimento e a saúde das plantas. Seus fios se ligam aos resíduos vegetais, criando um compósito que se mostra uma grande promessa como material de construção sustentável que pode assumir a forma de espuma, painéis ou tijolo maciço, com propriedades isolantes.

O micélio é um aglutinante, mas também tem essa resiliência e força. Se você mudar a forma como cresce, pode ser incrivelmente denso ou pode ser leve, espumoso e diáfano.

Materiais de construção convencionais, como aço e concreto, consomem muita energia para produzir e transportar, enquanto os plásticos sintéticos são feitos de petróleo bruto e os adesivos usados ​​em painéis de fibra podem liberar toxinas ao longo do tempo. O micélio do cogumelo, por outro lado, é leve, biodegradável e não tóxico, além de forte, durável e de regeneração rápida.

A pesquisa de micélio está em sua infância, então o campo está pronto para ser descoberto. No início de 2020, o professor de arquitetura Daekwon Park formou um Mycelium Research Group com Sharifi, abrindo as portas para a colaboração de Sharifi com Qin. O grupo incluía o professor de biologia de Syracuse, Scott Erdman, e o professor de engenharia mecânica e aeroespacial Jeongmin Ahn, que também estavam ansiosos para descobrir as possibilidades do micélio. Qin juntou-se à equipe com a intenção de fornecer uma compreensão mais profunda por meio de pesquisas em nível microscópico.

Em 2022, Qin foi o vencedor do Prêmio CARREIRA da National Science Foundation (NSF), que reconhece professores no início de suas carreiras por pesquisas de destaque. Com uma doação de $ 600.000, ele está conduzindo pesquisas fundamentais que podem informar os usos do micélio pelos arquitetos.

O objetivo de Qin é desenvolver um modelo holístico de micélio e sua função, começando com uma compreensão das propriedades no nível molecular. “Queremos gerar conhecimento desde a escala fundamental e superior que possa fornecer uma visão multiescala e uma 'receita' confiável para permitir que qualquer pessoa produza biomateriais que resolvam requisitos de grande escala”, diz ele.

Amostras de micélio crescem em uma camada de detritos lenhosos, e os pesquisadores manipulam as condições de crescimento em uma câmara climática para produzir as características desejadas.

Sua pesquisa envolve experimentos de laboratório físico e modelagem computacional. "Existem muitas variáveis", explica Qin, cujo laboratório abriga uma câmara climática para cultivo de amostras de micélio em uma camada de detritos lenhosos. Dentro da câmara, ele manipula variáveis ​​para produzir as características desejadas: temperatura, umidade e níveis de dióxido de carbono; diferentes espécies de micélio; e vários tipos de madeira que podem influenciar o crescimento do micélio e as propriedades mecânicas do produto acabado, como densidade, leveza ou resistência.