Mycofluid: Paano Maaaring Palitan ng 3D-Printed na Kabute ang Basurang Plastik

Pinag-aralan ng mga inhinyero sa University of Washington ang isang materyal para sa pambalot na gawa sa ginamit na latak ng kape at mycelium ng kabute. Maaari itong hubugin sa pamamagitan ng 3D printing, at kayang pagdugtungin ng tumutubong mycelium ang magkakahiwalay na bahagi. May magagandang resulta ang mga unang pagsubok, ngunit kailangan pang patunayan ang tibay, gastos, at epekto nito sa kapaligiran bago gamitin sa malawakang produksyon.

Basurang Plastik

Ang basurang plastik ay isang malaking alalahanin at patuloy itong pinag-aaralan ng mga siyentipiko at tagapangalaga ng kalikasan. Maraming basurang plastik ang naipon na sa lupa at dagat. mga pag-aaral ang nagsasabing maaari pang lumaki ang dami ng basurang ito kung walang sapat na hakbang.

Kapag nadurog ang plastik, maaari itong maging maliliit na partikulang makarating sa pagkain at tubig. Patuloy pang pinag-aaralan ang epekto ng microplastics sa kalusugan, na nakadepende sa uri ng partikula at antas ng pagkalantad.

Mga Solusyon sa BioPrinting

Ang bioprinting ay paraan ng paggawa nang patong-patong gamit ang buhay na selula o organismo. Hindi paglimbag ng organo ang paksa ng pag-aaral na ito; sinuri nito ang materyal na pambalot na pinalalago gamit ang mycelium.

Detalye ng Pag-aaral

Sa paghahanap ng maaaring ipalit sa ilang plastik na pambalot, inilathala ng pangkat ang pag-aaral na “3D-Printed Mycelium Biocomposites: Method for 3D Printing and Growing Fungi-Based Composites in 3D Printing and Additive Manufacturing.”¹ Ginamit sa pag-aaral ang latak ng kape, isang basurang pagkain, bilang bahagi ng lugar na tutubuan ng kabute.

Pinagmulan: University of Washington

Karaniwang itinatapon ang latak ng kape at mayroon itong sustansiyang magagamit ng kabute. Gayunman, hindi ito kusang malinis sa mikrobyo. Inihanda ng mga mananaliksik ang materyal at kinontrol ang kapaligiran upang malimitahan ang paglago ng ibang organismo.

Pagbuo ng Balat

Kapag tumubo ang kabute sa bagong materyal, kumakalat ang mga hibla nitong tinatawag na mycelium. Ang lambat ng mga hiblang ito ay nakatutulong magdikit sa mga butil ng latak ng kape at magpatibay sa hinubog na bagay.

Ang mycelium ay isang buhay na materyal na tumutubo ayon sa kapaligiran nito. Posible itong mabulok nang natural, ngunit hindi maaaring ipagpalagay na ligtas at mabilis itong nabubulok sa lahat ng kondisyon. Sinuri ng pangkat ang angkop na uri ng kabute at paraan ng pagpapalaki upang mapanatili ang hinubog na anyo.

Maaaring mabulok sa kalikasan ang ilang materyal na may mycelium. Nakasalalay pa rin ang aktuwal na pagkabulok at epekto sa kapaligiran sa halo ng materyal, gamit, at paraan ng pagtatapon. Sinuri ng pangkat kung paano nakaaapekto ang pagtubo nito sa hugis at paglaban sa tubig.

Mycofluid

Tinawag ng mga mananaliksik na “Mycofluid” ang malapot na halong para sa 3D printing. Ito ang mga sangkap:

• 54.9% ginamit na coffee grounds – nagsisilbing pangunahing recycled biomass
• 13.7% brown rice flour – nagbibigay ng carbohydrates para sa paglago ng fungus
• 5.5% ground grain spawn – nagdadala ng fungal spores
• 1.1% xanthan gum – kumikilos bilang viscosity modifier at binder
• 24.7% water – nagpapanatili ng kahalumigmigan para sa pag-unlad ng mycelium

Hinalo nang mabuti ang inihandang materyal upang mailabas ito sa extruder ng espesyal na 3D printer.

Mga Nozzle na Dinisenyo para sa Layunin

Gumawa ang pangkat ng nozzle para maipiga ang malapot na halo nang patong-patong at ikinabit ito sa Jubilee 3D printer ng Machine Agency sa University of Washington. Gumamit sila ng sisidlang may kapasidad na humigit-kumulang isang litro.

Maaaring palakihin ang kagamitan at subukan sa iba pang materyal, ngunit hindi pa nito pinatutunayan ang malawakang produksyon.

Yugto ng Pagsusuri

Sinubukan ang pamamaraan sa mga bagay na hugis rebultong Moai, mga bahagi ng pambalot, at isang plorerang binubuo ng tatlong piraso. Ang ilang hiwa-hiwalay na bahagi ay idinisenyong pagdugtungin ng tumutubong mycelium.

Gumamit ang pangkat ng espesyal na 3D printer at pinalaki ang mycelium sa mga nilimbag na bagay nang humigit-kumulang sampung araw. Pagkatapos patuyuin, sinuri nila kung nagdurugtong ang mga bahagi at kung angkop ang mga katangian nito para sa pambalot.

Pagkatapos ilimbag, iniwan ang mga bagay sa kontroladong kapaligiran nang humigit-kumulang sampung araw upang tumubo ang mycelium. Pagkaraan, pinatuyo ang mga ito at sinukat ang katangian ng materyal.

Resulta ng Pagsusuri

Nakatulong ang mycelium na pagdugtungin ang magkahiwalay na nilimbag na bahagi. Inihambing ang ilang katangiang mekanikal ng mga halimbawa sa expanded polystyrene, at may densidad na malapit sa ilang uri ng karton. Hindi nito ipinakikitang mas matibay ang materyal sa lahat ng gamit.

Resistensya sa Tubig

Sa pagsubok na ibinabad sa tubig, tumaas ang timbang ng mga halimbawang tinubuan ng mycelium nang humigit-kumulang 7% pagkaraan ng isang oras at 66% pagkaraan ng 24 na oras. Nagkawatak-watak sa loob ng 24 na oras ang mga halimbawang latak ng kape na walang mycelium. Napanatili ng mga may mycelium ang hugis matapos patuyuin, ngunit hindi ibig sabihin nito na lubos silang hindi pinapasok ng tubig.

Posibleng Benepisyo sa Merkado

Ipinakikita ng pananaliksik ang posibilidad na mapakinabangan ang ginamit na latak ng kape at mapalitan ang ilang plastik na pambalot. Kailangan pa ring suriin sa tunay na paggamit ang gastos sa pagkolekta at pagproseso, enerhiya, tibay, at pagkabulok nito.

Maaari ring gumawa ng hugis na pamalit sa ilang foam packaging, ngunit hindi maaaring kwentahin mula sa mga halimbawang nasa laboratoryo ang kabuuang mababawas sa polusyon sa plastik.

Masalimuot na Disenyo

Dahil maaaring pagdugtungin ng mycelium ang magkakahiwalay na bahagi, posibleng makagawa ng pambalot para sa maseselang produkto at kakaibang hugis. Dapat munang subukan ang paglaban sa dagok at halumigmig sa aktuwal na paghahatid.

Maliit na Batch na Paggawa

Maaaring maging kapaki-pakinabang ang 3D printing na hindi nangangailangan ng hulmahan para sa maliit na bilang ng pasadyang pambalot. Dapat ihambing ang bilis at gastos nito sa karaniwang hinulmang produktong may mycelium.

Mga Hamon na Dapat Malampasan

Mayroong maraming hamon na kailangang harapin ng mga inhinyero upang ang kanilang bagong paraan ng packaging ay maging pangkaraniwang solusyon. Una, nangangailangan ito ng pangunahing sterilisasyon ng food waste upang suportahan ang paglago ng mycelium na ginagamit sa paglikha ng Mycofluid. Ang pangangailangang ito ay maglilimita sa malawakang paggamit ng pamamaraang ito.

Nais ding subukan ng mga mananaliksik ang ibang basurang pagkain. Kailangang tugunan ang matatag na suplay ng sangkap, pagkontrol sa mikrobyo, paggamit ng enerhiya, at gastos. Hindi tiyak na magbibigay ng kaparehong resulta ang bawat uri ng basura.

Mga Kumpanya na Nangunguna sa Merkado ng BioPrinting

May iba pang larangan ng bioprinting na nakatuon sa buhay na tisyu. Hindi dapat ipagkamali ang pananaliksik sa paglimbag ng organo sa mga resulta ng pag-aaral sa pambalot na may mycelium. Ang kumpanyang kasunod ay halimbawa sa tissue engineering; hindi ito ang gumawa ng pambalot mula sa latak ng kape.

United Therapeutics

Itinatag ang United Therapeutics (UTHR ) noong 1996. Kabilang sa iba pang negosyong naugnay sa tagapagtatag nitong si Martine Rothblatt ang SiriusXM. Nagsimula ang kumpanya sa paghahanap ng lunas para sa sakit sa baga ng kaniyang anak na babae.

Gumagawa ang United Therapeutics ng mga gamot para sa sakit sa baga at may pananaliksik sa mga organo. Pinalawak nito ang gawain sa tissue engineering sa pagbili ng Miromatrix.

Gumagawa ang kumpanya ng mga lunas sa sakit sa baga at nagsasaliksik sa organo at tissue engineering. Hindi ipinahihiwatig ng pag-aaral sa pambalot na mycelium na tataas ang kita o presyo ng sapi ng United Therapeutics. Kailangan ng hiwalay na pagsusuring pinansiyal bago magpasya sa pamumuhunan.

3D-Printed Mycelium Biocomposites – Walang Katapusang Posibilidad

Ang pambalot mula sa latak ng kape at mycelium ay isang kapaki-pakinabang na direksiyon ng pananaliksik sa paggamit ng basura. Hangga’t hindi napatutunayan sa produksyon ang kalidad, kaligtasan, tibay, at kabuuang epekto sa kapaligiran, hindi ito dapat ituring na pangkalahatang pamalit sa plastik.

Alamin pa ang iba pang proyekto sa additive manufacturing ngayon.

Sanggunian ng Pag-aaral:

^{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}