Verbundwerkstoffe bestehen aus mehreren unterschiedlichen Materialien, die gemeinsam bessere Eigenschaften erreichen als die einzelnen Bestandteile für sich. Sie werden unter anderem im Bauwesen, in Möbeln und für Innenraummaterialien eingesetzt. Auch biobasierte Varianten, die pflanzliche Reststoffe nutzen und ohne synthetische Bindemittel auskommen, werden zunehmend erforscht. Ein Team des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) hat nun untersucht, wie sich unterschiedliche Pflanzenreste mit Pilzmyzel zu festen Materialien verbinden lassen und welche Zusammensetzung die besten Eigenschaften liefert. Die Ergebnisse sind im Fachjournal Scientific Reports erschienen.

Pilzgeflecht bindet Pflanzenreste

Für die Versuche nutzte das Team den Glänzenden Lackporling Ganoderma lucidum. Sein Myzel, ein feines Geflecht aus Pilzfäden, wuchs auf Zuckerrohr-Bagasse und Holzspänen von Albizia chinensis und verband die einzelnen Pflanzenpartikel miteinander. Zusätzlich testeten die Forschenden Manioktrester als kohlenhydratreiche Ergänzung. Alle untersuchten Mischungen wurden innerhalb von 10 bis 20 Tagen vollständig vom Pilz besiedelt. Während des Wachstums wurden die Proben verdichtet. Nach dem Trocknen entstanden feste Verbundkörper mit einer durchschnittlichen Dichte von rund 365 Kilogramm pro Kubikmeter.

Der Ansatz ist besonders für Südostasien relevant, wo Zuckerrohr-Bagasse, Holzreste und Rückstände aus der Maniokverarbeitung in großen Mengen anfallen. Die Studie zeigt damit auch, wie sich regional verfügbare Reststoffe für die Herstellung solcher Myzel-Verbundwerkstoffe kombinieren lassen.

Maniok verändert die Festigkeit

Besonders deutlich zeigte sich der Einfluss des Maniokreststoffs bei den Holzspänen. Ohne Maniok erreichte das Material bei fünf Prozent Verformung eine Druckfestigkeit von 0,14 Megapascal. Mit Maniok stieg der Wert auf 0,63 Megapascal. Bei Zuckerrohr-Bagasse zeigte sich dagegen kein vergleichbarer Vorteil. Dort sank die Druckfestigkeit nach Zugabe des Maniokreststoffs leicht. Nach Einschätzung der Forschenden hängt das Ergebnis vom Zusammenspiel zwischen Nährstoffangebot, Porenstruktur und den Eigenschaften der Pflanzenfasern ab.

Im Vergleich mit ähnlichen Myzelkompositen aus früheren Studien erreichte die beste Variante eine günstige Kombination aus moderater Dichte und vergleichsweise hoher Druckfestigkeit. Das Team sieht Einsatzmöglichkeiten unter anderem im Bau- und Möbelsektor. Offen bleiben jedoch Fragen zur Wasseraufnahme und zur Langzeitbeständigkeit unter realen Bedingungen. Die Studie zeigt vor allem, dass sich die Eigenschaften solcher Werkstoffe gezielt über die Zusammensetzung der pflanzlichen Reststoffe beeinflussen lassen.

ag