菌類は次世代の防火素材になるかもしれません:その方法とは

Fungal fireproofing materials could help to protect the environment by reducing the need for harmful chemicals in traditional fireproofing materials.
Fungal fireproofing materials could help to protect the environment by reducing the need for harmful chemicals in traditional fireproofing materials.Image: Pexels/Marek Kupiec
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  • 菌糸体は菌類の栄養体部分であり、天然の難燃材で、最高1,000摂氏度の温度に耐えることができます。

  • 菌類由来の素材は、耐火断熱パネルや外装材を含む様々な製品に使用することができます。

  • 菌類を利用すれば、臭素や塩素を含む化学物質を含有する難燃剤から、持続可能で生分解性のある難燃剤へと切り替える機会が生まれます。

オーストラリアは火災による災害とは無縁ではありません。同国では年間で1万7,000件を超える住宅火災が発生しています。

冬になると、暖房器具やろうそくの使用により火災の危険性が高まります。さらに、既に火災が起こりやすい植生があり、全般的に高温で乾燥した気候であることを考えると、効果的かつ持続可能な防火方法の開発が急務となっている理由がお分かりいただけるでしょう。

これが、当研究チームが防火素材を開発するきっかけとなりました。これらの素材は食用菌類から作られています。炎に耐えることができ、建物の構造(および居住者)を保護することができます。

当社の研究は、人の健康や環境に有害な素材を長年使用してきた業界にとって、刺激的な機会をもたらすものです。

数十年にわたる防火技術の歩み

1970年代、オーストラリアの建設会社は、「ハロゲン系難燃剤」に分類される化学物質を、建物、家具、電子機器の防火処理に広く使用していました。

これらの難燃剤は、主に臭素または塩素を含む化学物質から成り、燃焼を抑制する効果があります。しかし、その多くは健康への悪影響(免疫毒性、生殖毒性、がん、神経機能障害など)と関連付けられてきました。

リン系および窒素系の難燃剤は、ハロゲン系の代替品として好まれており、オーストラリアを含め、現在でも防火用途に使用されています。しかし、これらも(毒性や環境中での蓄積を通じて)人の健康や自然環境に一定のリスクをもたらします。

より優れた代替案の模索

当研究チームは、防火用途に大きな可能性を秘めた、菌糸体のみから作られた素材を開発しました。

菌糸体は菌類の根のような構造です。多数の細い分枝状の繊維から構成されています。これらの繊維の細胞壁は、主に天然高分子であるキチン(「カニの殻や昆虫の外骨格」にも含まれています)から構成されています。

菌糸体(Mycleium)は、菌類の栄養体である根のような構造です。通常、地中に隠れており、目にすることはありません。Image: Shutterstock

当社の菌糸体ベースの素材は、軽量で環境に優しく、生分解性があり、比較的長い発火時間を持っています。

強い炎や熱にさらされると、素材は炭化物(チャー)へと変化することがあります。チャーとは、水分や揮発性化合物がすべて燃え尽きた後に残る、高炭素含有量の黒い残渣のことです。これは、木材が燃焼した後に残る木炭に似ています。このチャーが下層の可燃性素材を覆うことで、熱伝達を遅らせ、さらなる燃焼を防ぎます。

当社の菌糸体素材は、薄い壁紙状の防火層として使用することができます。

現行の防火素材とは異なり、当社の素材は、火にさらされた際に水や二酸化炭素など、無害な天然物質のみを放出します。

汎用性の高い素材

当社の素材は柔軟性があり、厚さを様々に調整することができ、1mmの薄い壁紙程度まで薄くすることも可能です。これにより、当研究グループが以前に開発したかさばる菌類製のレンガよりも有用性が高まります。

薄い壁紙状のシートとして使用することも、木材や外装材に似た、より厚く強度の高い芯材に成形することもできます。

建設業界では、次の2つの応用例を紹介します(自動車や航空宇宙工学などの産業でも他の用途が考えられます):

1. 厚さを調整可能な菌類のみから成るシートをラミネート材として使用するもので、断熱パネルとしての使用に最適です。

2. 可燃性構造物の表面に菌類の層を貼り付けるもので、壁に壁紙を貼るのと同様の方法により、防火性能を高めます。

この素材は、厚さ約4.5mmの成形ラミネート材として使用することができます。

今後の展開

菌糸体ベースの素材は現在、世界的に建設分野で使用されていますが、梱包および断熱の分野を含め、現時点で商業的に入手可能なものはありません。さらに、防火用途に使用または認証された素材もまだありません。

キノコ産業界から、当社の素材の開発と商業化の実現可能性について相談を受けています。農業廃棄物をアップサイクルし、防火安全上のニーズを満たす持続可能なバイオマテリアルへと転換する、循環型の産業を構築するためには、協業が不可欠です。

当社の製品が既製品として販売されるまでには、まだ長い道のりがあり、その過程で大規模な製造上の課題にも対処する必要があります。

それでも、当社の取り組みが最終的には、建物火災を大幅に減らし、住宅をより安全で持続可能な居住空間にする未来に貢献できることを期待しています。

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