Desarrollo de un nuevo biomaterial compuesto basado en micelio de hongo filamentoso para impresión 3D

Abstract

La construcción es de las principales industrias contribuyentes a la contaminación ambiental debido a su importante huella de Carbono. A raíz de esto, surge la necesidad de buscar formas de mitigar el impacto negativo asociado a esta actividad económica. Una solución es el uso de materiales que provengan de fuentes naturales, presentándose como una alternativa a los materiales convencionales, dado su gran consumo energético y de recursos naturales que son cada vez más escasos. Los compósitos de micelio (MBC) son un ejemplo de estas nuevas opciones, sin embargo, sus aplicaciones se ven limitadas por el método de fabricación común de amoldado. El objetivo general del trabajo de investigación es el desarrollo de un biomaterial compuesto de micelio que permita la fabricación de estructuras mediante impresión 3D. A su vez, se busca revalorizar un desecho orgánico rico en lignocelulosa como fuente de carbono que sustente el cultivo en estado sólido del hongo Ganoderma lucidum. La optimización de la formulación de la tinta se lleva a cabo mediante el estudio de su reología y ajuste de su viscosidad. Para ello, se evalúa el comportamiento de la tinta tras la adición de quitosano o alginato como aglomerantes. Se prueban concentraciones del 2 %p/p y 3 %p/p de quitosano y cuatro concentraciones distintas para alginato: 4 %p/p, 10 %p/p, 12 %p/p y 14 %p/p. Además, se realizan pruebas de extrusión para los sustratos aserrín de roble y coronta de maíz. Finalmente, se escoge imprimir un prototipo con una biotinta compuesta por alginato al 14 %p/p y coronta de maíz inoculada. Se incubó la estructura durante tres semanas en un rango de temperatura de 25°C-30°C, obteniendo una colonización superficial del micelio sobre el sustrato. A partir de la impresión se construyeron probetas para realizar ensayos de tracción-deformación y compresión. Las propiedades mecánicas del biomaterial aumentaron significativamente en comparación al hidrogel con el sustrato puro, mejorando su módulo de elasticidad sobre un 100 % y el de compresión en aproximadamente un 45 %. Con esto, se puede concluir que se logró avanzar en la fabricación de biocompósitos de micelio por impresión 3D.