科学者らは、菌糸体と編物の繊維から作られた、マイコクリートと呼ばれる新しい建材を開発した。
マイコクリートは、従来のバイオベース建材よりも強度が高く、用途の幅も広い。
マイコクリートはまだ開発の初期段階にあるが、建設業界を変革する可能性を秘めている。
建設業界の環境負荷の低減を目指す科学者たちは、建設業界において、編物製の型枠と菌類の根のネットワークを用いて建材を育てる方法を開発した。これまでも類似の複合材を試みた研究者はいたが、有機材料であるがゆえに形状や成長に制約があり、その可能性を生かせる多様な用途の開発は困難だった。科学者らは、編物の型枠を柔軟な枠組み、すなわち「型枠（フォームワーク）」として用いることで、「マイコクリート」と呼ばれる複合材を作り出した。この材料は、形状や構造の面でより強度が高く汎用性も高く、軽量で比較的環境に配慮した建設資材を育成することを可能にする。
「私たちの目標は、羊毛、おがくず、セルロースなどのバイオベース材料と組み合わせた菌糸体を用いて、建築空間の見た目、質感、そして居心地を変えることです」と、ニューカッスル大学のジェーン・スコット博士は述べた。博士は、論文の責任著者でもある。論文はFrontiers in Bioengineering and Biotechnologyに掲載された。研究は、デザイナー、エンジニア、科学者からなるチームによって実施され、Living Textiles Research Group（リビング・テキスタイル研究グループ）が担当した。同グループは、ニューカッスル大学の建築環境におけるバイオテクノロジー・ハブの一部であり、同ハブはリサーチ・イングランドの助成を受けている。
世界経済フォーラムは自然を活用した気候変動対策に関して何を行っているのか？
世界は、自然破壊の加速と気候変動という、相互に絡み合う環境危機に直面している。
自然を活用した気候変動対策（NCS）――炭素の貯蔵を増やし、炭素排出を削減する保全および土地管理プログラムへの投資――は、両方の危機に対処するとともに、環境面および社会面での追加的な便益をもたらす重要な手段である。
フォーラムの「自然とネットゼロ」報告書のために実施された調査は、NCSが2030年までに1.5°および2°の経路を達成するための気候変動緩和策の3分の1を提供できるという推計を裏付けている。また、その費用は他の二酸化炭素除去手法よりも低い。本報告書は、自主的炭素市場拡大タスクフォースの提言を基にしており、6つの行動を特定している。これらは、高品質なNCSの規模拡大を加速させ、ビジネス・リーダー、政策立案者、市民社会の協働を通じて市場を開放するためのものである。
協働を促進するため、2019年にフォーラムと持続可能な開発のための世界経済人会議は、連携して自然気候ソリューション・アライアンスを設立した。同アライアンスは、NCSへの投資における機会と障壁を特定することを目的に、官民のステークホルダーを集めている。
NCSアライアンスの加盟組織は、企業向け自然気候ソリューションの策定に専門的な知見を提供した。これは、企業がNCSクレジットを信頼性の高い形で利用するための概要ガイドである。
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根のネットワーク
菌類の根のネットワークの一部である菌糸体を用いて複合材を作るため、科学者らは、菌糸体の胞子を、それが栄養とする穀物や、それが育つ基材と混合する。この混合物を型に詰め、菌糸体が成長して基材をしっかりと結合できるよう、暗く、湿度が高く、温暖な環境に置く。適切な密度に達したが、私たちが「キノコ」と呼ぶ子実体をまだ形成し始める前に、乾燥させる。このプロセスは、発泡材、木材、プラスチックに代わる安価で持続可能な材料を提供しうる。しかし、菌糸体は成長のために酸素を必要とするため、従来の硬い型の大きさや形状が制約され、現在の用途も限られている。キノコ。
編物の繊維は、解決策の一つとなりうる。すなわち、菌糸体の成長に伴って柔軟な状態から硬い状態へと変化しうる、酸素を通す型である。しかし、繊維は柔らかすぎることがあり、型を一定に詰めることが難しい。スコットと同僚らは、編物の形状の可能性を活かせる菌糸体の混合物と製造システムの設計に取り組んだ。
「編み物は、極めて汎用性の高い3Dの製造システムです」とスコットは述べた。「軽量で、柔軟性があり、成形も可能です。他の繊維加工と比べて編み物技術の大きな利点は、縫い目も廃棄物もなく、3D構造や形状を編み上げられることです。」
科学者らは、対照群として従来の菌糸体複合材のサンプルを作製し、マイコクリートのサンプルと並行して育成した。マイコクリートには、紙粉、紙繊維の塊、水、グリセリン、キサンタンガムも含まれていた。このペーストは、充填の一貫性を高めるため、注入ガンで編物の型枠に供給できるよう設計された。ペーストは供給システムに適するだけの流動性が必要である一方、形状を保てないほど流動的であってはならなかった。
計画していた試験構造物用のチューブは、メリノウール糸で編まれ、滅菌処理され、ペーストを充填する間、硬い構造体に固定された。これは、布地の張力の変化がマイコクリートの性能に影響しないようにするためである。
未来を築く
乾燥後、サンプルは引張、圧縮、曲げの強度試験に供された。マイコクリートのサンプルは、従来の菌糸体複合材のサンプルよりも強度が高く、編物型枠を用いずに育成された菌糸体複合材よりも優れた性能を示した。さらに、型枠の多孔質の編物は、より良好な酸素供給を実現し、その中で育成されたサンプルは、乾燥時の収縮が多くの菌糸体複合材よりも少なかった。このことから、より予測可能で一貫性のある製造結果が得られる可能性が示唆された。
研究チームは、より大規模な概念実証のプロトタイプ構造物「BioKnit」の製作にも成功した。これは、複雑な自立型ドームで、継ぎ目のない一体成形により、柔軟な編物の形状によって弱点となりうる接合部を生じさせずに建造されたものである。
「永続的な編物型枠と組み合わせて用いたマイコクリートの力学的性能は重要な成果であり、建設分野における菌糸体と繊維のバイオハイブリッドの利用に向けた一歩です」とスコットは述べた。「本論文では、特定の目標を達成するために必要な糸、基材、菌糸体を明示しました。しかし、この製法を異なる用途に適応させる余地は大いにあります。バイオファブリケーションによる建築には、繊維を建設分野へ展開するための新たな機械技術が必要となるかもしれません。」
