Zukunfts­weisen­des bio­lo­gisches Design

Im vergangenen Wintersemester fand erstmals eine interdisziplinäre Architektur-Mikrobiologie Lehrveranstaltung für Studierende der Architektur statt, deren eindrucksvolle Ergebnisse in einer Ausstellung präsentiert wurden.
Pilze auf Prototyp
Bild: Die im Labor kultivierten Pilze wachsen auf den Hanfseil-Prototypen. (Credit: Judith Ascher Jenull)

Pilze wachsen auf Hanfseilen und verleihen den experimentellen Formen ein skurril anmutendes Erscheinungsbild. Die erfolgreiche Kooperation wurde von Tiziano Derme vom Institut für Experimentelle Architektur, Hochbau, und Judith Ascher-Jenull vom Institut für Mikrobiologie geleitet und von Marjan Colletti und Heribert Insam begleitet. Gemeinsam mit den Architektur Studierenden haben die Leiterinnen und Leiter der Lehrveranstaltung beider Fachrichtungen die im Labor kultivierten Austernseitlinge mit Hanfseil-Prototypen kombiniert. „Ziel der Lehrveranstaltung war es, inerte und starre Design-Objekte in dynamische, lebende, lebendige Objekte mit unvorhersehbarer und uneingeschränkter Formen-Vielfalt zu verwandeln. Die realisierten Objekte sind als ‚small scale – architektonische Einheiten‘ für potentielles ‚up-scaling‘ im großen Maßstab zu verstehen“, erläutert Judith Ascher-Jenull vom Institut für Mikrobiologie.

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In der Kombination aus Hanfseilen mit den wachsenden Pilzen entstehen skurrile „Landschaften“. (Bild: Judith Ascher-Jenull)

Pilze als Game Changer

Die Basis für die architektonisch-biologischen Arbeiten wurde vom Studenten der Mikrobiologie Julian Bernath mit seiner Bachelorarbeit gelegt. „Die Erschließung und Weiterentwicklung von Nahrungsmitteln nimmt für die Zukunft der Welternährung eine tragende Rolle ein. Mit der steigenden Weltbevölkerung wächst auch die Nahrungsmittelknappheit. Eine effiziente Nutzung der vorhandenen Ressourcen für die Nahrungsmittelerzeugung ist daher vonnöten. Weltweit fallen große Mengen pflanzlichen Materials, wie Kaffeesatz, Holzspäne und Baumwollabfälle aus Ernterückständen aus der Agrarindustrie oder als Abfall ab. Diese bestehen aus organischen Verbindungen wie Lignin und Cellulose. Für Menschen und die meisten Tiere sind diese Verbindungen nicht direkt als Nahrungsmittel nutzbar. Pilze bieten die Möglichkeit, aus diesen, als Abfall gewerteten Materialien, direkt konsumierbare Nahrungsmittel zu erzeugen“, so Bernath in seiner Bachelorarbeit. Das Myzel der Pilze dringt in das jeweilige Substrat ein, akkumuliert Biomasse und bildet schließlich Fruchtkörper aus, die reich an Proteinen und Vitaminen sind und damit eine hochwertige Nahrungsquelle darstellen. In seiner Bachelorarbeit hat der Student eine Kultivierungsmethoden für eine Fruchtkörperausbildung adaptiert und optimiert, um eine Nahrungsmittelproduktion aus dieser wertvollen Ressource zu ermöglichen. Für die architektonisch-mikrobiologische Zusammenarbeit wurden die Pilzarten der Gattung Pleurotus aufgrund ihrer Fähigkeiten ausgewählt, eine große Anzahl von Enzymen zu produzieren und auszuschütten, wodurch viele unterschiedliche Substrate verwertet werden können.

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Die Lehrveranstaltung war eine erfolgreiche Kooperation vom Institut für Mikrobiologie und vom Institut für Experimentelle Architekturtheorie und Baugeschichte. (Bild: Judith Ascher-Jenull)

Zukunfts-Architektur aus dem Labor

Hanfseile bilden die architektonische Basis der entstandenen Prototypen. „Das organische Material ‚Hanfseil‘ wurde gewählt, um den Studierenden eine große Design-Freiheit zu gewähren. Zudem waren sie als alleiniges Substrat der Nährboden für die gewählten Pilze“, verdeutlicht Tiziano Derme vom Institut für Experimentelle Architektur, Hochbau. Nach der Kultivierung der Pilze im Labor wurde eine Körnerbrut hergestellt, indem Roggen mit dem Austernseitling Pleurotus ostreatus beimpft wurde. „Dieses Substrat wurde den Hanfseilen, die von den Architekturstudierenden in experimentellen Designs gestaltet wurden, hinzugefügt, bevor die Hanfseil-Prototypen in einem weiteren Schritt für ein bis zwei Monate bei Raumtemperatur im Dunklen bebrütet wurden, um das maximale Myzelien-Wachstum zu erhalten“, so Ascher-Jenull. Die anschließende Bildung von Fruchtkörpern wurde durch Lichtzufuhr, Sauerstoffzufuhr und Absenkung der Temperatur beeinflusst. Zusätzlich zum Design-Aspekt, mit der Öffnung neuer Dimension in der Formfindung, sollte das enorme Potential der Pilze als „Game Changer“ aufgezeigt werden. Potentielle Anwendung findet das „Myco BioComposite Material“ in den Bereichen Design, Architektur, Textilindustrie oder im Bauwesen. „Als Biowerkstoff der Zukunft hat dieser Eigenschaften, die mit einem HighTech-Material vergleichbar sind. Wir sprechen hier von einem hohen Isolierwert, der Stoff ist wasserabweisend, feuerfest und ist zu 100 Prozent biologisch abbaubar. Zudem hinterlässt er einen negativen CO-Abdruck, da das Material beispielsweise aus Kaffeesatz, Hackschnitzel oder Sägemehl recycelt wird“, so Derme. Mit der interdisziplinären Lehrveranstaltung sind nicht nur besonderes architektonische Gebilde aus Hanfseilen, die mit Pilzen bewachsen sind, entstanden, sondern die Studierenden und Lehrenden geben damit einem zukunftsweisenden Material eine besondere Bühne.

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