Vật liệu thông minh làm từ sợi nấm có thể chống cháy bền vững và bảo vệ môi trường
Các nhà khoa học thường nói về nấm theo thuật ngữ ‘tảng băng trôi’, bởi lẽ những gì nhìn thấy bên trên bề mặt chỉ là một phần nhỏ của những gì nằm bên dưới. Đào sâu vào lớp đất bên dưới cốc nấm có thể tìm thấy một mạng lưới sợi nấm rộng lớn, hệ thống dinh dưỡng đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ hệ sinh thái.
Cây nấm với mạng lưới phức tạp gồm các sợi hình ống, phân nhánh được gọi là sợi nấm, đã thu hút sự quan tâm của các nhà nghiên cứu, những người nhận ra tiềm năng của nó để thích nghi với việc sử dụng cấu trúc trong môi trường xây dựng.
Một nhóm nghiên cứu từ Đại học RMIT ở Melbourne, Úc, hiện đã chế tạo thành phần của sợi nấm bằng phương pháp hóa học để tạo ra một vật liệu chống cháy mới bền vững, có thể mở rộng và an toàn và được sử dụng làm vật liệu cách nhiệt tòa nhà hiệu quả.
Sợi nấm có nguồn gốc sinh học tạo ra nước và carbon dioxide tự nhiên.
“Nấm thường được tìm thấy ở dạng hỗn hợp trộn với nguyên liệu thức ăn dư thừa, nhưng chúng tôi đã tìm ra cách để phát triển các tấm sợi nấm tinh khiết có thể được xếp lớp và chế tạo thành các mục đích sử dụng khác nhau từ tấm phẳng cho ngành xây dựng đến vật liệu giống như da cho ngành công nghiệp xây dựng và ngành thời trang,” Tien Huynh, chuyên gia về công nghệ sinh học và nấm học, đồng thời là phó giáo sư tại Trường Khoa học tại RMIT cho biết.
Dựa trên nghiên cứu trước đây của nhóm về bản chất chống cháy của sợi nấm, được công bố trên tạp chí Polymer Degradation and Stability và Nature’s Scientific Reports, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một vật liệu có thể xếp lớp trên các chất nền dễ cháy. Bằng kỹ thuật sinh học nấm, họ cũng có thể làm cho cấu trúc sợi nấm đồng nhất trong toàn bộ vật liệu và giữ cho nó mỏng như tờ giấy.
Khi vật liệu tiếp xúc với lửa hoặc nhiệt độ cao, lớp tiếp xúc của sợi nấm sẽ phân hủy thành than. Điều này sau đó bảo vệ nhiệt các lớp bên dưới. Nó hoạt động như một chất đệm không độc hại và hiệu quả, mà các nhà nghiên cứu cho rằng có tiềm năng to lớn như một vật liệu chống cháy được sử dụng trong các vật liệu cách nhiệt của tòa nhà.
Everson Kandare -Phó giáo sư tại RMIT và là chuyên gia về tính chất dễ cháy và nhiệt của vật liệu sinh học cho biết: “Điều tuyệt vời về sợi nấm là nó tạo thành một lớp than bảo vệ nhiệt khi tiếp xúc với lửa hoặc nhiệt bức xạ. Sợi nấm than tồn tại ở nhiệt độ càng lâu và càng cao thì việc sử dụng nó làm vật liệu chống cháy càng tốt.”
Vật liệu này an toàn cho môi trường và con người, bền vững và có khả năng được sản xuất từ chất thải hữu cơ tái tạo. Và không giống như nhiều tấm truyền thống, nó không có nhựa nên sẽ không tạo ra khói độc khi tiếp xúc với ngọn lửa.
Phó giáo sư Kandare cho biết: “Các chất chống cháy có chứa bromide, iodua, phốt pho và nitơ có hiệu quả nhưng có tác động xấu đến sức khỏe và môi trường. Chúng gây ra những lo ngại về sức khỏe và môi trường, vì các chất gây ung thư và chất độc thần kinh có thể thoát ra và tồn tại trong môi trường gây hại cho đời sống thực vật và động vật. Trong khi đó, sợi nấm có nguồn gốc sinh học tạo ra nước và carbon dioxide tự nhiên”.
Mặc dù tốc độ phát triển chậm của nấm gây ra thách thức đối với khả năng mở rộng, đặc biệt là so với sản xuất nhựa, nhưng nó cũng có thể mang đến cơ hội.
Nhóm hiện đang nghiên cứu các loại thảm nấm được chế tạo bằng công nghệ sinh học có thể làm giảm cường độ ngọn lửa và nâng cao xếp hạng an toàn cháy nổ trong các tòa nhà.
Hà My