Mycelium-based materials at IDC

Teammembers: Casper Van Herzele (UGent) & Maité Priëels (UGent) & Basil Bataille (UGent)

Coaches: Jasper (GLIMPS) + UGent (Francesca)

The challenge

GIY (grow it yourself) mycelium-based materials are getting more and more implemented in the design field. Nevertheless, many challenges remain open, for example:

How can we introduce this knowledge in our IO curriculum?
How should the prototyping and use of mycelium-based materials be organised in a design atelier?
How can we engage different stakeholders and actors in this mission? How can we make this a self-sustainable system?
...

Screen_Shot_2019-06-24_at_12.11.19_PM_d0

a. Overview

Instructions on website
Instruction video
Short promotion video on tiktok, longer promotion video on instagram and social media
Schedule to book mycelium tools in the lab
Experimenting and prototyping with samples and ways to process, describing the characteristics of the material
Documenting the process (weekly highlights)
Stakeholder mapping (miro board)
Small LCA
Sample for sample board in IDC

The results

b. Instruction video

a. Overview

b. Instruction video

c. Promotion video

d. Learning by prototyping

The main characteristics of mycelium are that it is refractory, water-repellent, insulating and strong. This material offers enormous potential within the construction and packaging industries.
Specific parameters are required for the growth of mycelium. A moist environment and a constant temperature of ±27 degrees Celsius are required. To ensure that mycelium can be used in products without it growing any further, the mycelium must be baked in an oven.

11b

Wine 1

Candle holder

11b

1/8

d. Learning by prototyping

e. Schedule to book mycelium equipment

Do you want to grow your own mycelium and get to work with the different properties this biomaterial has to offer? Then go to the BioFabLab in the Industrial Design Center at Ghent University campus Kortrijk. There, all the necessary machines are at your disposal. On the campus it is possible to view and study samples and prototypes. We ask that you register if you wish to come to campus. This can be done via the button below.

With the help of the online workshop, you can definitely get started! Under the Materials section you can find the different steps.

e. book equipment

Can't get enough of this material and want to learn more about it? Below are some papers put together so you can easily and quickly expand your knowledge about this biomaterial.

f. extra

The process

Dit is het team achter deze opdracht. Links staat kabouter Basil, rechts kabouter Casper en in het midden kabouter Maité. Wij kijken er enorm hard naar uit om ons op dit project te smijten, want het ligt bij ons alledrie binnen ons interessegebied.

We hebben het sample opgesplitst in twee delen omdat we benieuwd waren naar de binnenstructuur. We hadden een luchtigere samenstelling verwacht en waren toch wel verrast door de dichte structuur. We waren ook verrast doordat het sample zijn stevigheid behoudt nadat het in twee delen was opgesplitst aangezien we er vanuit gingen dat het sample makkelijker ging afbrokkelen.

Voor het opsplitsen van het sample kozen we eerst voor een cuttermes, metaalzaag en houtzaag. We dachten in eerste instantie dat dit materiaal zeer fragiel was en het dus beter was om het materiaal met de hand te bewerken en niet met grove machines. Echter is het tegendeel bewezen. Op de foto is te zien hoe grof de handzaag is, hoe deze niet voor een mooie afwerking zorgt en voor heel wat zaagsel. Bij het gebruik van de machines werd snel duidelijk dat machinaal zagen wél een optie was bij dit materiaal omdat niet alleen de afwerking netter was, maar ook de hoeveelheid zaagsel was minder.

Op 17 februari hebben we onze hennepzakken in de autoclaaf gezet (stap 2) met als doel hier donderdag 18 februari verder mee aan de slag te gaan. Door een onverwachtse, medische ingreep en vertraging bij de verzending van de sporen bij onze stakeholders is stap 3 - het toevoegen van de mycelium in de hennepmatrix - een week uitgesteld. We hadden hier op ingespeeld om eventueel de sporen zelf te gaan halen bij onze stakeholder in Gent, maar de mycelium-leverancier zit met vertraging bij de verzending waardoor dit geen zin had.

Dinsdag 16 februari zijn we naar het IDC gegaan om samen met Jasper (online meeting) de stappen van het myceliumproces te overlopen. We zijn direct aan de slag gegaan met de eerste stap - het vullen van de zakken met de matrix waarop de mycelium zal groeien - aangezien we van Louise Dumon al een goede inleiding van de diverse stappen hadden gekregen.

In één van de eerste weken hebben we verschillende mengsels gemaakt waarin de mycelium kan groeien. Één daarvan waren houtschilfers uit het IDC. We hebben kunnen concluderen dat dit niet goed werkte. Na zeker 3 weken in de incubator was er amper mycelium gegroeid. Het hout zal waarschijnlijk bewerkt zijn, waardoor dit invloed heeft op de groei van de mycelium.

Doordat de machine in het IDC buiten gebruik was, hebben we zelf wat geïmproviseerd om het sample tóch te kunnen samendrukken en verder te kunnen onderzoeken. Op de foto is te zien hoe we dit probleem hebben aangepakt. Dit sample hebben we dan uitgebakken en het resultaat was dat de mycelium sterker was dan de vorige samples van de afgelopen weken. Het samendrukken van de mycelium zorgt er dus zeker voor dat samples sterker zijn doordat de lucht en het vocht er al goed uitgeperst is vooraleer het gebakken wordt.

Afgelopen week hebben we met andere groepen afgesproken om kennis te maken met hun projecten en om na te gaan of er een eventuele samenwerking kan plaatsvinden met het myceliumteam. We hebben deze week met groepen 2, 3, 9, 11, 12, 14 en 15 samengezeten waardoor we nu al wat meer duidelijkheid over de andere projecten hebben en ook al enkele deals hebben gesloten.

Aangezien we al een industrieel sample gekregen hadden konden we ook al eens nadenken over eventuele bevestigingstechnieken voor mycelium. Hierbij waren we van plan om verschillende soorten lijm en tape te gebruiken en testen. Echter heeft Francesca ons op tijd bewust kunnen maken van onze fout. Het is de bedoeling dat mycelium en zijn toepassingen volledig biologisch zijn. Het gebruik van lijm is echter geen goede en ecologische keuze want zoals we in lessen van het tweede jaar gezien hebben, zijn verlijmde producten moeilijker te recycleren. Daarom zijn we meteen overgestapt naar vijzen, maar door de kleine samples was het moeilijk om hier een betrouwbare stevigheidstest op uit te voeren. Hier wordt in de komende weken nog verder over gebrainstormd.

Aangezien een ontmoeting met Jasper van GLIMPS - één van de coaches - in tijdens van COVID-19 niet voor de hand liggend is, hebben we van de situatie gebruik gemaakt om nóg een groepsfoto te nemen. Die is hier te zien. We vonden het enorm fijn en interessant om Jasper eens in het echt te zien en om de mogelijkheid te hebben om direct vragen en feedback te krijgen.

Na het mengen en overplaatsen naar de mal hebben we de potjes in de incubator gezet die een constante temperatuur van +/- 26°C (= +/- 299 K) heeft. Dit is de optimale groeitemperatuur voor de mycelium. Tegen het einde van week 4 en het begin week 5 zouden we al resultaat moeten zien. Spannend!!

Na een kleine week wachten zijn de myceliumsporen aangekomen. We hebben Jasper van GLIMPS dan ook voor de eerste keer ontmoet in realiteit. Hij heeft ons nog eens een

basisuitleg en introductie gegeven van wat mycelium is en hoe de verdere stappen in het proces moeten verlopen. Aangezien we de hennep al steriel hadden gemaakt in week 2, konden we meteen over naar het mengen van de hennep met de mycelium. Deze werden dan vervolgens in een mal geplaatst en afgedept met folie. Één opmerking is dat de mal van plastiek gemaakt is en dus niet duurzaam is. Hiervoor zal nog naar een oplossing gezocht worden om het hele myceliumgebeuren zo duurzaam mogelijk te maken.

We hebben de afgelopen weken wc-rollen verzameld om deze te gebruiken als mal én als vezel waarin de mycelium kan groeien. De mal die we gemaakt hebben, is zichtbaar op de foto. Deze is volledig duurzaam omdat er geen plastiek folie en/of plakband nodig is om de mal af te sluiten. We hopen dat de groei van de mycelium hierin goed verloopt en dat we met het eindresultaat verder mee aan de slag kunnen gaan, want en duurzame mal vinden/voorzien is één van de mijlpalen die we willen bereiken om het hele myceliumproces duurzamer te kunnen maken.

Na het fiasco van vorige week, hebben we onze andere samples na een groeitijd van 2 weken uit de incubator gehaald en in de oven geplaatst. Deze samples hadden een wittere kleur dan de samples die maar een week in de incubator hebben gestaand. Met andere woorden, de mycelium is sterk gegroeid in die tweede week. Ook is het sample veel sterker waardoor we nu een idee hebben van de gemiddelde, gewenste groeitijd.

In week 4 hebben we vele groepen gecontacteerd en met enkelen van hen samengezeten. Één van hen was groep 9 (silicon mould substitution) en deze week hebben zij voor ons een duurzame mal gemaakt uit koffie en gelatine. De malvorm is gebaseerd op een project van het vak Cocreatie. Het is een gewaagde keuze doordat het een zeer specifieke vorm heeft, maar het is het proberen waard! We zijn enorm benieuwd naar de resultaten die we komende week zullen ontdekken.

Naast collabs met andere groepen hebben we ook proffen aangesproken die ons kunnen helpen met het integreren van biomaterialen in het curriculum. Zo hebben we Yannick Christiaens aangesproken om eventueel een kleine workshop of presentatie te kunnen geven aan de studenten van het eerste jaar en aan proffen. Hij was hier zeer enthousiast over en hopelijk kunnen we in de laatste weken van dit academiejaar de eerstejaars kennis laten maken met het concept mycelium.

Afgelopen week hebben we de resultaten gezien van onze samenwerking met groep 9. Dit was geen succes zoals op deze foto te zien is. We hadden gehoopt dat groep 9 een biomal kon voorzien voor de groei van mycelium. Jammer genoeg heeft dit geen gunstige resultaten opgeleverd en gaan we dus verder op zoek naar een biomal. We hadden wel een vermoeden dat dit niet zo’n goed idee was aangezien de biomal uit koffie en gelatine bestaat en koffie ook wel gebruikt wordt als vezel waarop de mycelium kan groeien. We hebben uit deze samenwerking veel geleerd.

Dit zijn enkele balancing loops die we opgesteld hebben op basis van het breken van onze eerste mal. Om het bindings-level van de matrix en de vezel te beïnvloeden kunnen we extra vezels toevoegen, maar ook hygiënischer te werk gaan bij het toevoegen van de matrix (mycelium) bij de vezels (hennep, gras...). Om de groei van de mycelium te gaan beïnvloeden kunnen we ook langer wachten zodat de mycelium een langere groeitijd heeft.

Collab met groep 4

We hebben in week 7 ook een samenwerking gehad met groep 4, bio-kleuren in prototypes. We hebben een gebakken myceliumsample ondergedompeld in een kleurstof, gemaakt van rode bieten. Het zag er veelbelovend uit. Onze verwachtingen waren dat de witte kleur van de mycelium roze ging kleuren of toch alleszins donkerder ging zijn. We hebben dit sample dan laten drogen in week 8. Na het drogen van het sample met de kleurstof, waren de resultaten teleurstellend. De donkere kleur was volledig weggetrokken. Echter is er wel een zeer licht kleurverschil waarneembaar, waardoor het kleuren van mycelium zeker niet uitgesloten mag worden. We zouden misschien een kleurstof nodig hebben met iets meer pigment en eventueel zouden we deze kleurstof meermaals moeten aanbrengen om een duidelijk resultaat te kunnen bekomen.

Collab met groep 4

We hebben in week 7 ook een samenwerking gehad met groep 4, bio-kleuren in prototypes. We hebben een gebakken myceliumsample ondergedompeld in een kleurstof, gemaakt van rode bieten. Het zag er veelbelovend uit. Onze verwachtingen waren dat de witte kleur van de mycelium roze ging kleuren of toch alleszins donkerder ging zijn. We hebben dit sample dan laten drogen in week 8. Na het drogen van het sample met de kleurstof, waren de resultaten teleurstellend. De donkere kleur was volledig weggetrokken. Echter is er wel een zeer licht kleurverschil waarneembaar, waardoor het kleuren van mycelium zeker niet uitgesloten mag worden. We zouden misschien een kleurstof nodig hebben met iets meer pigment en eventueel zouden we deze kleurstof meermaals moeten aanbrengen om een duidelijk resultaat te kunnen bekomen.

Deze week hebben we de prof van het vak materiaalkunde ook aangesproken omtrent het integreren van mycelium en eventueel ook andere biomaterialen in het curriculum. Meneer De Clercq reageerde zeer positief op ons voorstel en moedigde het integreren van biomaterialen binnen zijn vak juist aan. Doordat mycelium ook een composiet is en composieten een volledig hoofdstuk is voor het vak materialen, kan mycelium makkelijk aangehaald worden binnen deze lessen. Onze meeting is ook opgenomen en meneer De Clercq gaat ons voorstel ook eens voorleggen aan mevrouw Ragaert, prof materiaalkunde voor burgerlijk ingenieurs in Gent. Het integreren van biomaterialen binnen dit vak zou ten vroegste in 2022 gerealiseerd worden.

In week 6 hebben we met de reeds gegroeide mycelium nieuwe mallen gevuld. We hebben verschillende vormen en materialen gebruikt om na te gaan hoe goed het in elke mal is gegroeid. Zoals op de foto zichtbaar is, is de myclium zeer sterk gegroeid. Dit is zeer positief. Met één sample zijn we verder gegaan in afgelopen week (week 7).

The process