© 2024 SURF
In dit project is onderzocht in hoeverre een volledig bio-based kernmateriaal, bestaande uit mycelium, een rol kan spelen in constructies in een vliegtuiginterieur. Mycelium is het schimmeldraden netwerk dat zich doorgaans onder de grond voedt met natuurlijke materialen en met name te vinden is door de paddenstoelen die eruit groeien. In sandwichconstructies, die doorgaans bestaan uit een kunststofschuimkern tussen 2 lagen dragend materiaal (bijvoorbeeld een vezelversterkt kunststofcomposiet), kan mycelium als vervanging voor het kunststofschuim fungeren. Dit heeft voordelen t.o.v. deze bestaande schuimkernen, omdat het mycelium ‘gevoed’ kan worden met bijna alle mogelijke houtachtige materialen. Naast dat een bio-based materiaal als mycelium helpt bij de transitie van aardolie naar circulaire materialen als grondstof, zou gebruik van mycelium ook import vermijden van bijvoorbeeld balsahouten kernen of plantaardige oliën (om bio-based kunststofschuimen te maken).
Maar is mycelium wel even sterk, stijf en verwerkbaar als kunststofschuimen? De eerste proeven in het kader van dit project (en vervolgprojecten) wijzen erop dat er de nodige uitdagingen liggen. Ten eerste zijn de mechanische eigenschappen en het soortelijk gewicht van mycelium minder goed dan dat van kunstschuimen. Een mogelijk voordeel is, dat bij toepassing in sandwichconstructies, het verlijmen van de huidmaterialen met de kern achterwege kan blijven omdat het mycelium met het huidmateriaal kan vergroeien. Het vervaardigingsproces, is fundamenteel anders dan verspanende of additieve vervaardigingsmethoden. Dit maakt het mogelijk om mycelium te laten groeien in complexe constructies, zoals de innovatieve vliegtuiginterieur-tussenwand van Airbus.
Bij het kweken van mycelium spelen verder veel parameters een rol bij de uiteindelijke mechanische eigenschappen: welk substraat is gebruikt (o.a. de afmetingen en vorm van de houtachtige vezels waarmee het mycelium zich voedt), wat was temperatuur en vochtigheid, is een pers- of walsstap toegepast, etc. Vervolgonderzoeken gaan hier verder op in, net als op de toepassing in andere vakgebieden zoals windenergie en bouw.
Dit voorstel is gericht op het vervangen van synthetische materialen zoals schuim (polyurethaan) en carbon-epoxy door mycelium carboncomposiet. Het toepassingsgebied is luchtvaart en de specifieke constructie waarvoor deze vervanging wordt onderzocht is de vliegtuigstoel.
De hele keten (van grondstof tot en met eindgebruikers) is vertegenwoordigd aan de vraagzijde; van de tuinbouw, biocomposiet producent tot en met de vliegtuigbouwer. Dit deel van het project richt zich expliciet op de beginfase: welke materiaaleigenschappen zijn mogelijk bij een ontwerp met een combinatie van materialen zoals textiel, carbon, en mycelium?
In deze KIEM worden enkele basis-mechanische eigenschappen van een mycelium-carbon sandwichcomposiet onderzocht. Het is bekend dat de mechanische eigenschappen van een composiet o.a. afhangen van de chemische binding tussen de materialen (in dit geval mycelium en carbon). Deze KIEM-testen geven een referentiekader voor vervolgonderzoek naar de chemische innovaties die wellicht nodig zijn om de binding te verbeteren. Daarnaast geven zij een referentie voor mechanische eigenschappen die bijvoorbeeld onder aanwezigheid van vocht degraderen.
De toepassing van bio-based materialen, die bovendien volledig circulair kunnen zijn, is allesbehalve gebruikelijk in de vliegtuigbouw en vele andere toepassingsgebieden. De impact van dit project is in eerste instantie op de kwaliteit van een vervolgvoorstel en op de onderwijsomgeving waarin de resultaten worden gedeeld.
De samenstelling van het samenwerkingsverband is hoogst origineel; niet eerder werkten partijen uit de luchtvaart, glastuinbouw en materiaalontwikkeling samen aan een dergelijk circulair thema. De partners afzonderlijk hebben relevante ervaring, proactieve houding, en door korte communicatielijnen wordt een flexibele en effectieve samenwerking verwacht.