Mycofluid: Bagaimana Jamur Cetak 3D Dapat Menggantikan Sampah Plastik

Sekelompok insinyur kreatif dari University of Washington baru-baru ini memperkenalkan alternatif plastik yang memanfaatkan campuran ampas kopi bekas dan biokomposit miselium cetak 3D untuk membuat kemasan yang rumit dan tahan air. Penelitian ini dapat membantu mengurangi limbah dan menyediakan solusi berkelanjutan untuk masalah plastik saat ini. Berikut semua yang perlu Anda ketahui.

Sampah Plastik

Sampah plastik adalah masalah utama yang tetap menjadi fokus utama bagi aktivis lingkungan dan peneliti. Saat ini terdapat jutaan ton sampah plastik di dunia dan laut. Yang terburuk, studi memprediksi peningkatan sampah plastik setiap tahun untuk masa depan yang dapat diprediksi.
As these harmful products break down, they create macro plastics that make their way into the food chain and, eventually, you. Microplastics aren’t harmful in small doses. However, as their volume increases, so do their side effects.

Solusi BioPrinting

Istilah ‘bioprinting’ mengacu pada manufaktur aditif yang menggunakan organisme hidup. Sektor pencetakan 3D ini terus berkembang di berbagai industri. Di masa depan, bioprinter dapat digunakan untuk membantu pelancong luar angkasa menyembuhkan organ dan bagian tubuh penting lainnya. Untuk saat ini, mereka dapat menjadi kunci untuk mengurangi limbah.

Detail Studi

Menyadari kebutuhan akan alternatif plastik yang layak dan berkelanjutan, tim insinyur menerbitkan studi “3D-Printed Mycelium Biocomposites: Method for 3D Printing and Growing Fungi-Based Composites in 3D Printing and Additive Manufacturing.”¹ Studi ini membahas penggunaan limbah makanan, khususnya ampas kopi, untuk menciptakan tempat yang ideal bagi pertumbuhan jamur.

Amas kopi dipilih karena beberapa alasan utama. Pertama, miliaran pon ampas kopi dibuang setiap tahun, karena sebagian besar kopi tidak terserap selama proses pembuatan kopi. Secara khusus, meskipun limbah ampas kopi memiliki banyak nutrisi yang dapat dimanfaatkan jamur seperti jamur untuk tumbuh, mereka tidak secara alami steril meskipun risiko kontaminasinya rendah.  Untuk memastikan sterilisasi, peneliti memperlakukan substrat dengan tisu alkohol dan menjaga protokol penanganan bersih untuk mencegah pertumbuhan mikroba yang tidak diinginkan.

Pembentukan Kulit

Langkah pertama yang diambil jamur saat tumbuh pada zat baru adalah membentuk kulit Miselium. Kulit ini berfungsi seperti sistem akar, mengikat jamur ke permukaan dan satu sama lain.

Miselium sepenuhnya dapat terurai secara hayati dan tidak merusak lingkungan. Secara mengesankan, ia tumbuh cepat dan memberikan ketahanan air yang signifikan tanpa menunjukkan tanda-tanda deformasi. Setelah Miselium yang tepat dipilih, insinyur menemukan cara membentuk Miselium menjadi bentuk-bentuk.

Kulit miselium adalah material hidup yang dibuktikan peneliti dapat merasakan rangsangan cahaya dan sentuhan. Ia telah digunakan untuk membuat komponen listrik dan desain arsitektur modular serta telah menjadi subjek penelitian pada robot yang tumbuh sendiri di masa lalu. Sekarang, ia dapat membantu mengurangi sampah plastik.

Mycofluid

Keputusan diambil untuk membuat pasta yang disebut mycofluid. Formulasi Mycofluid terdiri dari:

• 54.9% ampas kopi bekas – berfungsi sebagai biomassa daur ulang utama
• 13.7% tepung beras coklat – menyediakan karbohidrat untuk pertumbuhan jamur
• 5.5% bibit biji-bijian yang digiling – memperkenalkan spora jamur
• 1.1% xanthan gum – berfungsi sebagai pengubah viskositas dan pengikat
• 24.7% air – menjaga kelembaban untuk pengembangan miselium

Campuran yang diinokulasi diaduk hingga cukup halus untuk dikeluarkan melalui ekstruder printer 3D khusus.

Nozel Khusus

Insinyur menciptakan nozel printer 3D khusus yang mengintegrasikan nozel ekstruder lapisan yang dirancang khusus untuk menangani pasta kental. Kepala printer 3D baru ini dirancang khusus untuk memanfaatkan printer Jubilee 3D yang juga dibuat di laboratorium Machine Agency UW.
Sistem baru mencakup sistem penampung pasta yang ditingkatkan. Sistem ini dapat menampung satu liter pasta dan dapat diperluas untuk aplikasi yang lebih besar bila diperlukan. Secara khusus, penyimpanan dan nozel dibangun untuk menangani berbagai jenis material, mencerminkan tujuan insinyur untuk menyediakan berbagai solusi bagi masalah sampah plastik.

Tahap Pengujian

Sistem baru diuji dengan mencetak beberapa barang, termasuk patung Moai, bahan kemasan, tiga bagian vas, dan barang lainnya. Beberapa barang, seperti peti mati kupu-kupu, memiliki beberapa bagian yang terhubung bersama.

Insinyur mencetak desain menggunakan printer proprietari. Bentuk-bentuk tersebut kemudian diletakkan di ruang steril selama 10 hari. Pendekatan ini memungkinkan spora membentuk miselium yang kuat. Setelah sepuluh hari, objek-objek tersebut diangkat, dan daya tahannya diuji.

Secara khusus, jika barang-barang tetap berada di ruang sterilisasi lebih lama, mereka akan terus tumbuh menjadi jamur. Untuk mencegah pertumbuhan lebih lanjut, potongan yang tertutup miselium diangkat dan dikeringkan sepenuhnya.

Hasil Pengujian

Hasil percobaan menunjukkan harapan. Pertama, Miselium berhasil menyatukan potongan yang dicetak terpisah, menunjukkan bahwa bahan kemasan dapat diproduksi dalam bagian modular dan tetap mencapai integritas struktural yang kuat. Ini berarti bahan kemasan dapat digunakan untuk desain rumit dan proses batch pendek. Pengujian menunjukkan bahwa biokomposit miselium memiliki sifat mekanik yang mirip dengan busa polistirena yang diperluas, yang umum digunakan dalam kemasan. Meskipun tidak selalu lebih kuat daripada Styrofoam, ia menawarkan daya tahan yang sebanding sambil sepenuhnya dapat terurai secara hayati. Menurut dokumentasi penelitian, ia menunjukkan kepadatan yang mirip dengan karton kelas atas.

Ketahanan Air

Peneliti melakukan uji penyerapan air selama 24 jam, membandingkan biokomposit miselium yang terkolonisasi dan yang tidak terkolonisasi. Sampel yang terkolonisasi hanya menyerap 7%, mempertahankan bentuk dan integritas strukturalnya, sedangkan komposit berbasis kopi yang tidak terkolonisasi sepenuhnya terurai dalam air.
It also offered promising levels of durability while being fully biodegradable. Additionally, it can be formed more easily and with less expenses.

Manfaat Pasar Potensial

Penelitian ini membawa banyak manfaat bagi pasar. Pertama, ada kebutuhan kuat untuk menemukan alternatif plastik. Polusi yang disebabkan oleh limbah ini telah mencapai tingkat berbahaya. Untuk mencegah kerusakan ekosistem yang tak dapat diperbaiki, solusi harus muncul. Alternatif plastik ini aman bagi lingkungan dan terjangkau.
Selain itu, ia memberikan lebih dari sekadar alternatif plastik. Peneliti berusaha memperluas teknologi ini untuk menciptakan alternatif styrofoam juga. Bersama-sama, bahan kemasan ini dapat membantu mengurangi polusi global dan menginspirasi bentuk keberlanjutan tambahan.

Desain Rumit

Salah satu manfaat utama dari gaya kemasan ini adalah fleksibilitasnya. Miselium menyatukan potongan yang dicetak terpisah, menghasilkan satu kemasan tahan lama yang dapat menahan benturan dan kelembaban. Selain itu, ia dapat mendukung kebutuhan kompleks dan khusus sekali pakai tanpa perlu memperluas proses manufaktur.

Manufaktur Batch Kecil

Proses pencetakan 3D untuk biokomposit miselium sangat cocok untuk produksi kustom batch kecil, terutama untuk mengemas barang rapuh atau berbentuk unik. Tidak seperti produk miselium cetakan tradisional, metode ini memungkinkan bisnis menghasilkan desain yang pas tanpa memerlukan cetakan.

Rintangan yang Harus Dihadapi

Ada beberapa rintangan yang masih harus diatasi oleh insinyur agar metode kemasan baru mereka menjadi solusi utama. Pertama, metode ini memerlukan sterilisasi dasar limbah makanan untuk mendukung pertumbuhan miselium yang digunakan untuk membuat Mycofluid. Persyaratan ini akan membatasi penggunaan skala besar dari metode ini.
Namun, seiring peneliti memperluas material yang mereka gunakan untuk mencakup semua jenis limbah makanan, mereka berharap menemukan solusi yang mudah didapat dan perlu dihilangkan dari lingkungan. Menggabungkan persyaratan ini memastikan bahwa alternatif ini tidak menghasilkan lebih banyak limbah sekaligus membantu menyelesaikan masalah plastik.

Perusahaan-Peran di Pasar BioPrinting

Sektor bio-printing terus berkembang seiring munculnya lebih banyak material dan metode pencetakan. Bioprinter saat ini dapat menciptakan seluruh rumah menggunakan tanah dan material lainnya.
Selain itu, beberapa bioprinter dapat membuat organ manusia dan perawatan vital lainnya untuk menyelamatkan nyawa. Perangkat ini terus memperluas kemampuan dan skenario penggunaan mereka. Berikut satu perusahaan yang telah membangun reputasi untuk solusi inovatif di sektor bioprinting.

United Therapeutics

United Therapeutics (UTHR ) masuk pasar pada tahun 1996. Pendiriannya, Martine Rothblatt, adalah seorang pengusaha terkenal yang memulai beberapa perusahaan, termasuk SiriusXM. Secara khusus, perusahaan ini dibentuk setelah putrinya menjadi sakit terminal.

Beberapa tahun kemudian, United Therapeutics menjadi pemimpin dalam perawatan penyakit paru dan pembuatan organ. Baru-baru ini, perusahaan ini memasuki arena bioprinting dengan akuisisi Miromatrix.

United Therapeutics dapat dengan mudah memperoleh manfaat dari lonjakan permintaan dalam sektor bioprinting karena aplikasi baru seperti kebutuhan kemasan. Perusahaan ini sudah menawarkan produk bio-printing yang terkemuka dan dianggap sebagai pemimpin industri. Oleh karena itu, mereka yang mencari saham bioprinting yang mapan harus melakukan riset lebih lanjut tentang UTHR.

Biokomposit Miselium Cetak 3D – Kemungkinan Tak Terbatas

Konsep memanfaatkan limbah kopi dan jamur untuk menciptakan kemasan tahan lama pantas mendapat apresiasi. Konsep ini, meskipun masih dalam tahap awal, suatu hari dapat menghasilkan material kemasan organik. Manusia membutuhkan alternatif plastik, dan mungkin ternyata lebih dari satu solusi menjadi jawabannya. Oleh karena itu, penelitian ini dapat dianggap sebagai bagian berharga dari teka-teki tersebut.

Pelajari proyek Additive Manufacturing keren lainnya sekarang.

Referensi Studi:

^{1. Luo, D., Yang, J., & Peek, N. (2025). 3D-printed mycelium biocomposites: Method for 3D printing and growing fungi-based composites. 3D Printing and Additive Manufacturing. https://doi.org/10.1089/3dp.2023.0342}