Dit project onderzoekt hoe je met, vanuit een grote computerdatabase speciaal geselecteerde, schimmels een aantal thermohardende bioharsen kunt afbreken. Deze bioharsen worden gebruikt in biomcomposietmaterialen zoals verkeersborden, bushokjes en zelfs voetgangersbruggen. Om de beste bio-degrader te bepalen worden verschillende schimmelsoorten getest met hars als koolstofbron. Biologische afbraak van (bio)hars in biocomposieten kan een innovatieve en milieuvriendelijke techniek zijn om de verschillende componenten in biocomposieten aan het einde van hun levensduur te hergebruiken. De vraag is, lukt dit met speciaal door ons geselecteerde schimmels?
Milieubewustzijn heeft geleid tot een toenemende vraag naar duurzamere bouwmaterialen. Als gevolg hiervan worden biocomposieten steeds meer gebruikt in de huidige markt en samenleving. De beschikbare informatie over hun eindfase is alleen nog beperkt. NPSP en Avans werken in dit project samen naar een mogelijke oplossing. Een leuke bijkomstigheid van dit project is dat het een logische aanvulling vormt op twee andere projecten waarin juist de mechanische en chemische recycling van dezelfde thermohardende bioharsen wordt onderzocht.
Diversiteit aan componenten
Furaanhars en polyester/styreen worden door NPSP gebruikt bij de productie van hun biocomposieten (Nabasco), samen met een mengsel van biovezels en een vulstof. Vanwege de diversiteit aan componenten en het productontwerp kan de behandeling aan het einde van de levensduur van deze materialen een uitdaging zijn. Biologische afbraak kan dus een innovatieve en milieuvriendelijke techniek zijn.
Het natuurlijke cocktailrecept van moeder natuur
Miaomiao Zhou is docent-onderzoeker bij de Avans Academie voor Gezondheid en Technologie en werkt mee in dit project:
“Schimmels vertegenwoordigen de grootste soortenrijkdom op aarde. Overal kom je schimmels tegen, van het tropisch regenwoud tot de Sahara, van je lang niet schoongemaakte koelkast tot een 10 jaar oude cd. Ja.. een cd, oftewel compact disk, is gemaakt van een laagje aluminium en polycarbonaat (1). Er blijkt nu dat schimmels ook kunnen leven en zelfs floreren op dit soort zeer moeilijk afbreekbare materialen. Hoe? Door een groot aantal effectieve enzymen te produceren. Dankzij de ontwikkeling van vakgebieden zoals genomics* en bioinformatica** kon ik 350 schimmelgenomen vergelijken in een supercomputer cluster (SurfSara Lisa).
Het genoom van een schimmel codeert de zijn mogelijkheden bij de productie van enzymen. Het zogenaamde in-silico onderzoek in de schimmel-databases (2,3) laat zien welke soorten het vermogen hebben om moeilijke verbindingen te verteren, in dit project een harsmengsel. Je vraagt je misschien af: waarom schimmels? Waarom geen gezuiverde enzymen gebruiken voor de verbindingen? Dit komt doordat de verbindingen gevuld zijn met moeilijk verkrijgbare structuren, een enkel enzym zal niet slagen in een volledige afbraak. Om het probleem op te lossen, is een delicate mix van enzymen essentieel. En wat is er delicater dan het natuurlijke cocktailrecept dat door moeder natuur aan de schimmel is gegeven?
In dit project streven we ernaar om enzymproducerende schimmel te verfijnen door experimenten met groeiscreening met biohars. De in-silico-analyse zal ons helpen om de schimmelkandidaten te beperken. Door middel van een zorgvuldig ontworpen experimenteel schema willen we de beste eter van hars vangen!”.
Toekomst
Wanneer we uiteindelijk in staat zijn om deze harsen af te breken, gaan we ons in een vervolgproject richten op de fase daarna: het hergebruik. We zijn nog niet zo ver, maar bij hoogwaardig hergebruik kun je bijvoorbeeld denken aan toepassing richting een vast myceliumproduct als bouwmateriaal of verpakking of bijvoorbeeld het opzuiveren een enzymencocktail richting industriële processen of schoonmaakmiddelen.