Productie en testen van vochtgedrag en thermische eigenschappen van koolzaadstro en Ganoderma resinaceum mycelium bio-composieten

Ons onderzoek heeft als doel myceliumbiocomposieten te integreren in de bouwsector door materialen te ontwikkelen die concurrerend zijn met de huidige conventionele opties. We richten ons op prestaties, duurzaamheid en toepasbaarheid. Het protocol pakt de kloof aan in het waarborgen van correcte productie en testen van myceliumbiocomposieten in overeenstemming met de normen van de bouwindustrie, met de nadruk op het bereiken van herhaalbare en homogene experimentele resultaten.

Het materiaal vertoont prestaties vergelijkbaar met conventionele bouwmaterialen, vooral op het gebied van isolatie, wat de belofte benadrukt. De volgende uitdaging is het aanpakken van duurzaamheid en het beheer van het levenseinde. De laatste, een nieuwe overweging voor bio-gebaseerde bouwmaterialen.

Onze focus blijft liggen op myceliumconstructiematerialen, en in de toekomst ook op zuivere myceliummaterialen, waarbij we kijken naar de intrinsieke waarden van schimmelsoorten en in myceliumbiocomposieten. We kijken ook naar automatisering voor het industriële landschap. Om te beginnen gebruik je een steriele inoculatielus om een volledig gekoloniseerd petrischaaltje van ganoderma resinaceum medium van 100 millimeter diameter in vier gelijke delen te snijden.

Overbreng twee secties van het gekoloniseerde medium in een steriele laboratoriummengbeker. Voeg 50 milliliter moustextractbouillon toe aan het kopje en meng dit met het mycelium op agar. Giet vervolgens het geïnënfte bouillonmengsel in de zak met autoclave, cellulose en water.

Masseer de inhoud van de zak handmatig gedurende twee minuten om een gelijkmatige menging te garanderen. Stel nu de klimaatkamer in op 30 graden Celsius en 80% relatieve luchtvochtigheid, en breng de ingeënte zak vijf dagen over naar de klimaatkamer. Voor de voorbereiding van het substraat zet je een lege kom of emmer op een weegschaal en tirt je deze.

Daarna overbrengen we het substraat in de emmer en noteren we het gewicht. Vervolgens weeg je gedemineraliseerd water in een verhouding van 1,65 op één ten opzichte van het substraat. Meng het substraat en geef goed water met de handen.

Gebruik een cementmixer om grotere hoeveelheden substraat te verwerken. Daarna doe je het gehydrateerde substraatmengsel in autoclavabele zakken. Plaats de zakken in een autoclaaf en laat een cyclus draaien op 121 graden Celsius gedurende 25 minuten.

Voor inenting van het substraat weeg je met een weegschaal de zaaien op 10% van het totale natte gewicht van het substraat en water. Giet het gewogende spawn in de zak met het gesteriliseerde substraat. Daarna sluit je de zak af met een warmtesealer of tape, en schud of masseer je de zak zachtjes gedurende twee minuten om de spawn gelijkmatig te verdelen.

Voor het gieten weeg je de schimmel op de weegschaal. Vul het met het ingeënte substraat en verdeel het gelijkmatig om een vlak oppervlak te creëren. Daarna bedek je de mal met geperforeerd folie en zet je het vast met tape.

Plaats de gevulde en afgedekte mallen in een klimaatkamer die is ingesteld op 25 graden Celsius en 80% relatieve luchtvochtigheid gedurende zeven dagen. Na ongeveer zeven dagen groei haal je het monster voorzichtig uit de mal. Leg het 24 uur op bakpapier in een oven op 65 graden Celsius om vocht op te nemen en plakken te voorkomen.

Na het kalibreren van de warmtestroommetersoftware voer je de basisgegevens en monsterbeschrijving in de software. Stel de temperatuur van de boven- en onderplaat in zoals nodig. Plaats vervolgens het mycelium-gebaseerde composietmonster in de warmtestroommeter en sluit de deur.

Selecteer de eerder uitgevoerde kalibratie. Klik dan met de linkermuisknop om het laadpunt aan te vinken op 2,1 kilopascal, en klik op de startknop om de test te starten. Om de specifieke warmtecapaciteit te meten, plaats je het mycelium-gebaseerde composietmonster in de warmtestroommeter en sluit je de deur stevig.

Stel de waarden in die in de setpunttabel zijn gespecificeerd. En selecteer de eerder uitgevoerde lege stack-kalibratie. Klik met de linkermuisknop om het laadpunt op 2,1 kilopascal aan te vinken.

Klik dan op de startknop. Voor vochtabsorptie- en desorptieanalyse bereid een waterbox voor die tot een kwart van de hoogte gevuld is met water. Gebruik drie stroken plastic tape om het mycelium-gebaseerde composietmonster boven het water te hangen zonder het aan te raken.

Meet vervolgens het monster met een vernier-kaliber. Haal het monster op aangegeven intervallen van nul, 0,5, 1, 2, 4, 8, 24 en 48 uur uit de waterbak. Weeg het op een weegschaal en meet snel de afmetingen om vochtverlies te minimaliseren.

Na elke meting zet je het monster terug in de waterbak en sluit je het deksel. Na 48 uur haal je het monster uit de waterbak en plaats je het in een klimaatkamer die is ingesteld op 25 graden Celsius en 40% relatieve luchtvochtigheid. Voor metingen van druksterkte gebruik je een vernierremklauw om de afmetingen van het mycelium-gebaseerde samengestelde monster volgens de standaardprocedure te meten.

Plaats het monster in de universele testmachine, waarbij het gecentreerd boven de onderste compressieplaat wordt geplaatst. Zet vervolgens de universele testmachine aan en start de besturingssoftware om een goede verbinding te garanderen. Zoek in de software naar ISO 29469 met behulp van de zoektool.

Klik met de rechtermuisknop op de vermelde standaard en druk op Bewerken Methode om verder te gaan. Druk op de Start Experiment-knop in de universele testmachinesoftware om de compressietest te starten. Om verse monsters te conditioneren, suspendeer je ze 24 uur in de waterbak zoals eerder beschreven.

Breng ongebruikte vochtige monsters over in een oven die op 50 graden Celsius staat met ventilatorventilatie gedurende 12 uur. Om waterafstotend middelen te beoordelen, voeg je negen milliliter water toe met één milliliter blauwe kleurstof in een 20 milliliter Erlenmeyer, en meng je grondig. Vervolgens verdeel je met een dunne viltstift het oppervlak van het mycelium-gebaseerde samengestelde monster in vier kwadranten.

Meet met een micropipet 100 microliter van het geverfde water af. Plaats één druppel op een vlak oppervlak in elk van de vier kwadranten. Met een statiefcamera die op ooghoogte met het bovenoppervlak van het monster is uitgelijnd, maak je een foto van elke druppel.

Monsters die visuele inspectie doorstonden, toonden een wit uniform oppervlak met een gladde textuur en zonder verkleuring of afbladdering, wat overeenkwam met het verwachte uiterlijk van voldoende gekweekte mycelium-gebaseerde composieten. Zichtbaar onvoldoende mycelium-gebaseerde samengestelde monsters vertoonden tekenen van besmetting, waaronder meerkleurige oppervlaktevlekken zoals groen, zwart, geel en blauw, evenals gebieden met een ongelijkmatige textuur en schilferige of overwoekerde gebieden. Een derde voorbeeld van MBC van slechte kwaliteit liet een losjes samengepakte structuur zien met zichtbare strodeeltjes en onvolledige myceliumbedekking.

De gemiddelde thermische geleidbaarheid van de monsters bleef consequent laag op 0,0367 watt per meter Kelvin, wat de adequate isolatie-eigenschappen bevestigt. De gemiddelde druksterkte was het hoogst in de post-gedroogde conditie met 24,99 kilopascal, gevolgd door de droge toestand met 21,02 kilopascal. En het laagst onder natte omstandigheden met 14,85 kilopascal.