Produção e Testes de Comportamento à Umidade e Propriedades Térmicas de Biocompósitos de Palha de Colza e Micélio de Ganoderma resinaceum

Nossa pesquisa visa integrar biocomposições de micélio na indústria da construção, desenvolvendo materiais competitivos com as opções convencionais atuais. Abordamos desempenho, durabilidade e aplicabilidade. O protocolo aborda a lacuna na garantia correta de produção e teste de biocompósitos de micélio em conformidade com os padrões da indústria da construção, com foco em alcançar resultados experimentais repetíveis e homogêneos.

O material apresenta desempenho comparável ao dos materiais de construção convencionais, especialmente em termos de isolamento, destacando seu potencial. O próximo desafio é lidar com a durabilidade e a gestão do fim de vida. O segundo, uma consideração inovadora para materiais de construção baseados em biologia.

Nosso foco permanecerá nos materiais de construção de micélio e, no futuro, também nos materiais puros de micélio, analisando os valores intrínsecos de espécies fúngicas, bem como em biocompósitos de micélio. Também analisamos automação para o cenário industrial. Para começar, use um laço de inoculação estéril para cortar uma placa de Petri de 100 milímetros de diâmetro totalmente colonizada de meio ganoderma resinaceum em quatro seções iguais.

Transfira duas seções do meio colonizado para um copo de liquidificador de laboratório estéril. Adicione 50 mililitros de caldo de extrato de malte ao copo e misture com o micélio do ágar. Depois, despeje a mistura inoculada de caldo no saco contendo autoclave, celulose e água.

Massageie manualmente o conteúdo do saco por dois minutos para garantir a mistura uniforme. Agora ajuste a câmara climática para 30 graus Celsius e 80% de umidade relativa, e transfira a bolsa inoculada para a câmara climática por cinco dias. Para preparar o substrato, coloque uma tigela ou balde vazio em uma balança e faça o tare.

Depois, transfira o substrato para o balde e registre seu peso. Em seguida, pesar água desmineralizada em uma proporção de 1,65 para um em relação ao substrato. Misture o substrato e regue bem com as mãos.

Use uma betoneira para manusear grandes quantidades de substrato. Depois, coloque a mistura de substrato hidratado em sacos autoclaváveis. Coloque as sacolas em um autoclave e faça um ciclo a 121 graus Celsius por 25 minutos.

Para a inoculação do substrato, usando uma balança, pese a desova em 10% do peso úmido total do substrato e da água. Despeje os spawn pesados no saco que contém o substrato esterilizado. Depois, fele o saco com um selante térmico ou fita, e agite ou massageie suavemente o saco por dois minutos para distribuir o spawn de forma uniforme.

Para moldagem, pese o molde na balança. Preencha com o substrato inoculado e espalhe uniformemente para criar uma superfície plana. Depois, cubra o molde com papel perfurado e prenda-o no lugar com fita.

Coloque os moldes preenchidos e cobertos em uma câmara climática ajustada a 25 graus Celsius e 80% de umidade relativa por sete dias. Após aproximadamente sete dias de crescimento, remova cuidadosamente a amostra do mofo. Coloque sobre papel vegetal no forno ajustado a 65 graus Celsius por 24 horas para absorver umidade e evitar que grude.

Após calibrar o software do medidor de fluxo de calor, insira os dados básicos e a descrição da amostra no software. Ajuste a temperatura da placa superior e inferior conforme necessário. Depois, coloque a amostra composta à base de micélio no medidor de fluxo de calor e feche a porta.

Selecione a calibração realizada anteriormente. Depois, clique com o botão esquerdo para marcar o ponto de ajuste de carga em 2,1 kilopascal, e clique no botão de iniciar para iniciar o teste. Para medir a capacidade térmica específica, coloque a amostra composta à base de micélio dentro do medidor de fluxo de calor e feche a porta com segurança.

Defina os valores especificados na tabela de pontos de ajuste. E selecione a calibração da pilha vazia realizada anteriormente. Clique com o botão esquerdo para marcar o ponto de ajuste de carga em 2,1 kilopascal.

Depois, clique no botão iniciar. Para análise de absorção e dessorção de umidade, prepare uma caixa de água cheia de água com água até um quarto de sua altura. Use três tiras de fita plástica para suspender a amostra composta à base de micélio acima da água sem tocá-la.

Depois, meça a amostra usando um calibre vernier. Em intervalos especificados de zero, 0,5, 1, 2, 4, 8, 24 e 48 horas, retire a amostra da caixa de água. Pese na balança e meça rapidamente suas dimensões para minimizar a perda de umidade.

Após cada medição, devolva a amostra à caixa de água e feche a tampa. Após 48 horas, retire a amostra da caixa de água e coloque-a em uma câmara climática ajustada a 25 graus Celsius e 40% de umidade relativa. Para medições de resistência à compressão, use um calibre vernier para medir as dimensões da amostra composta à base de micélio seguindo o procedimento padrão.

Coloque a amostra na máquina universal de teste, posicionando-a centralizada acima da placa de compressão inferior. Depois, ligue a máquina universal de testes e inicie o software operacional para garantir a conexão correta. No software, pesquise por ISO 29469 usando a ferramenta de busca.

Clique com o botão direito no padrão listado e pressione Editar Método para prosseguir. Pressione o botão Iniciar Experimento no software universal da máquina de teste para iniciar o teste de compressão. Para condicionar amostras frescas, suspenda-as na caixa de água por 24 horas, conforme descrito anteriormente.

Transfira amostras úmidas não utilizadas para um forno ajustado a 50 graus Celsius com ventilação por ventilador por 12 horas. Para avaliar repelentes de água, adicione nove mililitros de água com um mililitro de corante azul em um Erlenmeyer de 20 mililitros e misture bem. Depois, usando uma caneta fina de feltro, divida a superfície da amostra composta à base de micélio em quatro quadrantes.

Usando uma micropipeta, meça 100 microlitros da água tingida. Coloque uma gota em uma superfície plana em cada um dos quatro quadrantes. Usando uma câmera com tripé, alinhada na altura dos olhos com a superfície superior da amostra, tire uma foto de cada gota.

As amostras que passaram pela inspeção visual mostraram uma superfície branca uniforme com textura lisa e sem descoloração ou descamação, correspondendo à aparência esperada para compósitos à base de micélio adequadamente cultivados. Amostras compósitas visivelmente inadequadas à base de micélio apresentaram sinais de contaminação, incluindo manchas superficiais multicoloridas como verde, preto, amarelo e azul, além de áreas com textura irregular e regiões descamadas ou cobertas de vegetação. Um terceiro exemplo de MBC de baixa qualidade mostrou uma estrutura frouxamente compactada, com partículas visíveis de palha e cobertura de micélio incompleta.

A condutividade térmica média das amostras permaneceu consistentemente baixa, em 0,0367 watts por metro Kelvin, confirmando propriedades adequadas de isolamento. A resistência média à compressão foi maior na condição pós-seca, com 24,99 quilopascal, seguida pelo estado seco, com 21,02 quilopascal. E menor em condições úmidas, com 14,85 quilopascales.