Mycofluid: Como Fungos Impressos em 3D Podem Substituir Resíduos Plásticos

Um grupo de engenheiros criativos da University of Washington introduziu recentemente uma alternativa ao plástico que utiliza uma mistura de borras de café usadas e biocompósitos de micélio impressos em 3D para criar embalagens intrincadas e resistentes à água. A pesquisa pode ajudar a reduzir o lixo e oferecer uma solução sustentável para os problemas atuais com o plástico. Aqui está tudo o que você precisa saber.

Resíduos Plásticos

O lixo plástico é uma grande preocupação que continua sendo o foco principal de ambientalistas e pesquisadores. Atualmente há milhões de toneladas de resíduos plásticos no mundo e nos oceanos. O pior de tudo, estudos preveem um aumento anual dos resíduos plásticos no futuro previsível.

À medida que esses produtos nocivos se decompõem, eles criam macroplásticos que entram na cadeia alimentar e, eventualmente, em você. Microplásticos não são prejudiciais em pequenas doses. No entanto, à medida que seu volume aumenta, também aumentam seus efeitos colaterais.

Soluções de Bioimpressão

O termo ‘bioprinting’ refere-se à manufatura aditiva que utiliza organismos vivos. Este setor de impressão 3D continua a se expandir em várias indústrias. No futuro, bioprintadores poderiam ser usados para ajudar viajantes espaciais a curar seus órgãos e outras partes vitais do corpo. Por enquanto, eles podem ser a chave para reduzir o lixo.

Detalhes do Estudo

Reconhecendo a necessidade de alternativas plásticas viáveis e sustentáveis, uma equipe de engenheiros publicou o estudo “Biocompósitos de Micélio Impressos em 3D: Método para Impressão 3D e Crescimento de Compostos à Base de Fungos em Impressão 3D e Manufatura Aditiva.”¹ O estudo investiga o uso de resíduos alimentares, especificamente borras de café, para criar um ambiente ideal para o crescimento de fungos.

Fonte – University of Washington

As borras de café foram escolhidas por algumas razões principais. Primeiro, bilhões de libras de borras de café são descartadas a cada ano, já que a maior parte do café não é absorvida durante o processo de preparo. Notavelmente, embora o resíduo de borras de café contenha muitos nutrientes que fungos como cogumelos podem usar para crescer, ele não é naturalmente estéril, apesar de apresentar baixo risco de contaminação. Para garantir a esterilidade, os pesquisadores trataram o substrato com lenços de álcool e mantiveram protocolos de manuseio limpo para prevenir o crescimento microbiano indesejado.

Formação da Pele

O primeiro passo que os cogumelos dão ao crescer em uma nova substância é formar a pele de Micélio. Essa pele funciona como um sistema radicular, ligando os cogumelos à superfície e entre si.

O micélio é totalmente biodegradável e não prejudica o meio ambiente. Impressionantemente, ele cresce rapidamente e oferece resistência significativa à água sem apresentar sinais de deformação. Uma vez selecionado o micélio adequado, os engenheiros descobriram como moldar o micélio em formas.

A pele de micélio é um material vivo que os pesquisadores provaram ser capaz de perceber tanto estímulos de luz quanto de toque. Ela tem sido usada para criar componentes elétricos e designs arquitetônicos modulares e já foi objeto de pesquisa em robôs auto-crescentes no passado. Agora, pode ajudar a reduzir o lixo plástico.

Mycofluid

A decisão foi tomada para criar uma pasta chamada mycofluid. A formulação do Mycofluid consiste em:

• 54.9% spent coffee grounds – servindo como a biomassa reciclada principal
• 13.7% brown rice flour – fornecendo carboidratos para o crescimento fúngico
• 5.5% ground grain spawn – introduzindo os esporos fúngicos
• 1.1% xanthan gum – atuando como modificador de viscosidade e aglutinante
• 24.7% water – mantendo a umidade para o desenvolvimento do micélio

A mistura inoculada é batida até ficar suficientemente lisa para ser expelida através de um extrusor especial de impressora 3D.

Bicos Projetados

Engenheiros criaram um bico de impressora 3D projetado especificamente que integrou um extrusor de camada projetado para lidar com a pasta espessa. O novo cabeçote da impressora 3D foi especialmente desenvolvido para aproveitar a impressora Jubilee 3D, que também foi criada no laboratório Machine Agency da UW.

O novo sistema incluía um sistema aprimorado de retenção de pasta. Esse sistema pode conter um litro de pasta e pode ser expandido para aplicações maiores quando necessário. Notavelmente, o armazenamento e o bico foram construídos para lidar com diferentes tipos de materiais, refletindo o objetivo dos engenheiros de oferecer múltiplas soluções para o problema dos resíduos plásticos.

Fase de Testes

O novo sistema foi testado imprimindo vários itens, incluindo uma estátua Moai, materiais de embalagem, três partes de um vaso e outros objetos. Alguns dos itens, como o caixão borboleta, tinham múltiplas peças que se conectavam.

Os engenheiros imprimiram os designs usando uma impressora proprietária. As formas foram então deixadas em uma câmara estéril por 10 dias. Essa abordagem permitiu que os esporos formassem um micélio forte. Após dez dias, os objetos foram removidos e sua durabilidade foi testada.

Notavelmente, se os itens permanecessem na câmara de esterilização por mais tempo, continuariam a germinar em cogumelos. Para impedir o crescimento adicional, as peças cobertas de micélio foram removidas e completamente secas.

Resultados dos Testes

Os resultados do experimento mostraram-se promissores. Primeiro, o micélio fundiu com sucesso peças impressas separadamente, demonstrando que o material de embalagem pode ser produzido em seções modulares e ainda alcançar forte integridade estrutural. Isso significa que o material de embalagem pode ser usado para designs intrincados e processamento de pequenas séries. Os testes mostraram que o biocompósito de micélio exibiu propriedades mecânicas semelhantes à espuma de poliestireno expandido, comumente usada em embalagens. Embora não seja necessariamente mais forte que o Styrofoam, oferece durabilidade comparável enquanto é totalmente biodegradável. Segundo a documentação da pesquisa, apresentou uma densidade semelhante à de papelão de alta qualidade.

Resistência à Água

Os pesquisadores realizaram um teste de absorção de água de 24 horas, comparando biocompósitos de micélio colonizados e não colonizados. As amostras colonizadas apresentaram apenas 7% de absorção, mantendo sua forma e integridade estrutural, enquanto os compósitos à base de café não colonizados se desintegraram completamente na água.

Ele também ofereceu níveis promissores de durabilidade enquanto era totalmente biodegradável. Além disso, pode ser moldado mais facilmente e com menos custos.

Benefícios Potenciais de Mercado

Esta pesquisa traz muitos benefícios ao mercado. Primeiro, há uma forte necessidade de encontrar alternativas ao plástico. A poluição causada por esse lixo atingiu níveis perigosos. Para evitar danos irreparáveis aos ecossistemas, é necessária uma solução. Esta alternativa ao plástico é ambientalmente segura e acessível.

Além disso, oferece mais do que apenas uma alternativa ao plástico. Os pesquisadores buscam expandir essa tecnologia para criar alternativas ao styrofoam também. Juntos, esses materiais de embalagem podem ajudar a reduzir a poluição global e inspirar formas adicionais de sustentabilidade.

Designs Intrincados

Um dos principais benefícios desse estilo de embalagem é sua flexibilidade. O micélio funde peças impressas separadamente, formando uma embalagem durável que pode resistir a impactos e à umidade. Além disso, pode suportar requisitos complexos e personalizados de uso único sem a necessidade de expandir os processos de fabricação.

Fabricação em Pequenas Séries

O processo de impressão 3D de biocompósitos de micélio é bem adequado para produção personalizada em pequenas séries, particularmente para embalagens de itens frágeis ou com formatos únicos. Ao contrário dos produtos de micélio moldados tradicionalmente, este método permite que as empresas produzam designs sob medida sem a necessidade de moldes.

Obstáculos a Superar

Existem vários obstáculos que os engenheiros ainda precisam enfrentar para que seu novo método de embalagem se torne uma solução convencional. Primeiro, ele requer esterilização básica dos resíduos alimentares para apoiar o crescimento do micélio usado para criar o Mycofluid. Essa exigência limitará o uso em larga escala desse método.

No entanto, à medida que os pesquisadores ampliam o material que utilizam para incluir todos os tipos de resíduos alimentares, eles esperam encontrar uma solução que seja ao mesmo tempo prontamente disponível e necessite ser removida do ambiente. Combinar esses requisitos garante que esta alternativa não crie mais resíduos enquanto ajuda a resolver o problema do plástico.

Empresas Líderes no Mercado de Bioimpressão

O setor de bioimpressão continua a se expandir à medida que surgem mais materiais e métodos de impressão. Os bioprintadores atuais podem criar casas inteiras usando terra e outros materiais.

Além disso, alguns bioprintadores podem criar órgãos humanos e outros tratamentos vitais para salvar vidas. Esses dispositivos continuam a expandir suas capacidades e cenários de uso. Aqui está uma empresa que estabeleceu uma reputação por soluções inovadoras no setor de bioimpressão.

United Therapeutics

United Therapeutics (UTHR ) entrou no mercado em 1996. Seu fundador, Martine Rothblatt, é um empreendedor conhecido que fundou várias empresas, incluindo a SiriusXM. Notavelmente, a empresa foi criada após sua filha ficar gravemente enferma.

Years later, United Therapeutics is a leader in lung disease treatments and organ manufacturing. Recently, the company entered the bioprinting arena with the acquisition of Miromatrix.

A United Therapeutics poderia se beneficiar facilmente de um aumento na demanda dentro do setor de bioimpressão devido a novas aplicações, como requisitos de embalagem. A empresa já oferece produtos de bioimpressão de renome e é considerada líder da indústria. Assim, quem procura uma ação de bioimpressão estabelecida deve pesquisar mais sobre a UTHR.

Biocompósitos de Micélio Impressos em 3D – Possibilidades Infinitas

O conceito de utilizar resíduos como borras de café e fungos para criar embalagens duráveis merece um reconhecimento. Esse conceito, embora ainda esteja em seus estágios iniciais, pode um dia levar a materiais de embalagem orgânicos. A humanidade precisa de alternativas ao plástico, e pode ser que mais de uma solução seja a resposta. Assim, essa pesquisa pode ser vista como uma peça valiosa desse quebra-cabeça.

Saiba mais sobre outros projetos legais de Manufatura Aditiva agora.

Referência do Estudo:

^{1. Luo, D., Yang, J., & Peek, N. (2025). Biocompósitos de Micélio Impressos em 3D: Método para Impressão 3D e Crescimento de Compostos à Base de Fungos. 3D Printing and Additive Manufacturing. https://doi.org/10.1089/3dp.2023.0342}