Biomaterialien auf Myzelbasis: Von der Wärmedämmung bis zu biologisch abbaubaren Industrieverpackungen

Die Suche nach nachhaltigen Hochleistungsmaterialien als Ersatz für erdölbasierte Hartschaumstoffe und kohlenstoffintensive Dämmstoffe ist ein zentrales strategisches Ziel der Industrie und des ökologischen Bauens. Expandiertes Polystyrol (EPS / Styropor), das in Schutzverpackungen weit verbreitet ist, benötigt über 500 Jahre für den Abbau in der Natur und ist eine Hauptquelle für Mikroplastik. Gleichzeitig weisen herkömmliche synthetische Dämmschaumstoffe im Bauwesen (wie Polyurethan PUR/PIR und Extruderschaum XPS) eine hohe Graue Energie auf.

In diesem Kontext der bioinspirierten Kreislaufwirtschaft gehören Biomaterialien auf Pilzmyzelbasis zu den vielversprechendsten biotechnologischen Innovationen. Durch die Nutzung der natürlichen Fähigkeit makroskopischer Pilze, landwirtschaftliche Lignozellulose-Abfälle in ein dichtes Chitin-Glucan-Netzwerk umzuwandeln, lassen sich natürliche Verbundwerkstoffe mit hervorragenden Wärmedämm-, Schallschutz- und Brandschutzeigenschaften gezielt “züchten”, die am Ende ihrer Lebensdauer vollständig biologisch abbaubar sind.

1. Biologische Synthese und Kultivierungskinetik: Vom Substrat zum Verbundwerkstoff

Das Myzel bildet das vegetative Netz von Pilzen und besteht aus einem dichten Geflecht feinster Fäden (Hyphen). Bei der Bio-Fabrikation wirkt das Myzel als natürlicher, selbstorganisierender biologischer Klebstoff, der Agrarabfallpartikel bindet und teilweise verwertet.

[Agrarrückstände (Hanfschäben / Stroh)] ──(Inokulation: Ganoderma / Pleurotus)──> [Dunkle Inkubationskammer (25°C, 90% rF)]
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                                                                                            │
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                                                                                            │
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                                                                                            │
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Phasen des Bio-Fabrikationsprozesses

1. Substratvorbereitung: Nutzung regionaler Agrarreste wie Hanfschäben, Weizenstroh oder Sägemehl. Das Substrat wird durch Dampf steriliert ($121^\circ\text{C}$), um Konkurrenzkeime zu eliminieren.
2. Inokulation: Das Substrat wird mit ausgewählten Pilzstämmen (z. B. Ganoderma lucidum oder Pleurotus ostreatus) beimpft, die für starkes Hyphenwachstum bekannt sind.
3. Kultivierung: Die Mischung reift in 3D-Formen bei $24^\circ\text{C} - 28^\circ\text{C}$ und $85% - 95%$ Luftfeuchtigkeit. In 5 bis 10 Tagen durchwachsen die Hyphen das Substrat vollständig.
4. Thermische Inaktivierung: Nach Erreichen der Zieldichte werden die Bauteile bei $70^\circ\text{C} - 90^\circ\text{C}$ getrocknet. Dies stoppt das Pilzwachstum dauerhaft und stabilisiert das Material mechanisch.

2. Materialeigenschaften und biomechanische Charakterisierung

Myzel-Biomaterialien besitzen eine poröse Zellstruktur ähnlich wie synthetische Schaumstoffe. Die pilzliche Zellwand reich an Chitin und Glucanen verleiht dem Material hohe Festigkeit und natürlichen Brandschutz.

Physikalische Kenngrößen

• Rohdichte: Einstellbar von $100\text{ kg/m}^3$ bis $300\text{ kg/m}^3$.
• Wärmeleitfähigkeit ($\lambda$): Liegt zwischen $0,040\text{ W/m}\cdot\text{K}$ und $0,055\text{ W/m}\cdot\text{K}$, vergleichbar mit Steinwolle und EPS.
• Schallabsorption: Der Schallabsorptionsgrad (NRC) erreicht Werte von 0,75 bis 0,90 im mittleren bis hohen Frequenzbereich ($500 - 4000\text{ Hz}$).
• Brandschutz: Dank des Chitin- und Stickstoffgehalts bildet sich bei Flammeinwirkung eine Schutzschicht. Das Material erreicht die Einstufung Euroklasse B-s1,d0 ohne toxische Flammschutzmittel.

3. Industrielle Anwendungen: Schutzverpackungen und Bio-Bauen

┌────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                          ANWENDUNGSFELDER FÜR MYZEL-MATERIALIEN                        │
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          │                                                                │
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[Biologisch abbaubare Schutzverpackung]                  [Nachhaltige Dämmstoffe im Bauwesen]
 - 100 % Ersatz für Styropor (EPS)                         - Wärmedämmplatten für Innenwände
 - In 30-60 Tagen im Hauskompost abbaubar                  - Akustik-Absorberpaneele
 - Elektronik & Luxusgüterverpackungen                     - Sandwichelemente für den Leichtbau

1. Industrielle Schutzverpackungen (Myco-Packaging)

Formteile aus Myzel ersetzen EPS-Polster beim Transport von Elektronikgeräten und Luxusgütern. Sie sind zu 100 % heimkompostierbar und bauen sich im Gartenboden innerhalb von 30 bis 60 Tagen biologisch ab.

2. Dämmstoffe im ökologischen Bauwesen

Im nachhaltigen Bauen dienen Myzelplatten als umweltfreundliche Wärmedämmung und Akustikverkleidung. Die hohe Wasserdampfdiffusionsoffenheit verhindert Feuchteansammlungen in der Gebäudehülle.

4. Leistungs- und Nachhaltigkeitsmatrix

5. Investment-Perspektive der Mantohn SA

Für Investoren verbinden Myzel-Biomaterialien ein geringes Produktions-CAPEX mit hoher Skalierbarkeit und starken regulatorischen Rückenwinden (EU-Verpackungsverordnung PPWR).

Mantohn SA investiert gezielt in Biotechnologie-Unternehmen, die skalierbare Bio-Fabrikationsanlagen auf Myzelbasis entwickeln.