Welche Potenziale stecken in pilzbasierten Baumaterialien? Mit dieser Frage beschäftigen sich Wissenschaftler:innen eines soeben bewilligten Forschungsbereichs.
Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat jüngst vier Sonderforschungsbereiche bewilligt – darunter „MY-CO BUILD: Biotechnologische Herstellung, Charakterisierung und Nachhaltigkeitsbewertung pilzbasierter Baumaterialien“. Das mit 1,3 Millionen Euro geförderte Vorhaben soll die Eignung von Pilzen als Material zum Bauen sowie Prozesse zur Entwicklung nachhaltiger Materialien untersuchen. Am Projekt beteiligt sind die TU Berlin als Sprecherin, die TU München, das Karlsruher Institut für Technologie (KIT), die Hochschule Bochum, das Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. (ATB) und die Aalborg University, Dänemark.
Herstellungsprozesse für individuelles Materialdesign
Der Sonderforschungsbereich 1743 entwickelt im Bereich der Grundlagenforschung aus nachwachsenden Rohstoffen der Agrar- und Forstwirtschaft eine neue Klasse pilzbasierter Materialien, die biologisch hergestellt und biologisch abbaubar sind. Für die Erforschung und Entwicklung dieser Materialien werden die Potenziale der Pilzbiotechnologie ausgenutzt. „Unser Ziel ist es, die wissenschaftlichen Grundlagen für definierte Herstellungsprozesse und reproduzierbare Eigenschaftsprofile von pilzbasierten Materialien zu legen“, erklärt die Sprecherin des SFB, Prof. Dr.-Ing. Vera Meyer, Leiterin des Fachgebiets „Angewandte und Molekulare Mikrobiologie“ an der TU Berlin. Hierzu gehöre die systematische Etablierung einer Prozesskette, die alle biologischen und technologischen Aspekte im Herstellungsverfahren auf der Nano- bis zur Makroskala berücksichtigt und damit ein zielgerichtetes Materialdesign ermöglicht.
Pilzmaterialien werden erstmals interdisziplinär erforscht
Der Sonderforschungsbereich führt erstmalig in einem interdisziplinären Verbund verschiedene Fachdisziplinen zusammen, die die biologischen, mechanischen, physikalischen, chemischen, thermischen, akustischen und architektonischen Eigenschaftsprofile pilzbasierter Materialien untersuchen. Diese Eigenschaftsprofile werden bestimmt von der genetischen Ausstattung des verwendeten pilzlichen Produktionsorganismus, den agrar- und forstwirtschaftlichen Substraten für das Pilzwachstum sowie den Herstellungs- und Verarbeitungsprozessen. Um hierbei Wechselwirkungen auf allen Größenskalen beschreiben, verstehen und vorhersagen zu können, werden neue, durch numerische Simulationen unterstützte mathematische Modelle entwickelt. „Diese Modelle werden dann ein maßgeschneidertes Design der Materialeigenschaften möglich machen“, sagt Meyer.
KI-basierte Vorhersagen zur Nachhaltigkeit
Neben dem grundlegenden Verständnis der Zusammenhänge zwischen den Strukturelementen und den Eigenschaften der pilzbasierten Materialien werden systematische, entwicklungsbegleitende Stabilitäts- und Alterungsuntersuchungen sowie KI-basierte Nachhaltigkeitsvorhersagen etabliert. „Mit den hier entwickelten Prozessen und Verfahren möchte der SFB neue inter- und transdisziplinäre Wege für die Entwicklung und Etablierung biogener und nachhaltiger Materialen beschreiten, die mit den bisherigen so nicht möglich sind“, erklärt Vera Meyer.
Zusätzliche Informationen:
Beteiligte Institutionen: TU Berlin, TU München, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Hochschule Bochum, Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. (ATB), Aalborg University
Fördervolumen: 10,3 Mio Euro,
Laufzeit: 2026 – 2029