‘Over 25 jaar liggen de bouwmarkten vol schimmels’

Het begon tien jaar geleden als een kunstzinnig project 'voor ernaast'.  Kunnen schimmels ook ingezet worden om textiel en andere materialen te ontwikkelen?, vroeg hij zich af. 

Destijds besteedde hoogleraar Microbiologie Han Wösten veel van zijn tijd aan onderzoek naar hoe schimmels paddenstoelen vormen. Hij patenteerde genetisch gemodificeerde champignons, maar die vonden geen aftrek. “Niemand wil genetisch gemodificeerde champignons eten, dus kregen we het niet verkocht aan de industrie.” 

Maar toen kwam hij in contact met ontwerper Maurizio Montalti. Samen ontwikkelden ze materialen van schimmels; projecten waarbij ook andere ontwerpers waren betrokken. Het werd een groot succes. 

De schimmeljurk van Aniela Hoitink haalde de landelijke media en was het pronkstuk van een expositie in het Universiteitsmuseum Utrecht, geopend door toenmalig minister Jet Bussemaker. Sindsdien is het ontwikkelen van schimmelproducten uitgegroeid tot zijn belangrijkste onderzoekslijn, en heeft de technologie enorme sprongen gemaakt. 

“De jurk was gemaakt met individueel gekweekte culturen, die tijdens het drogen vanzelf aan elkaar plakten”, vertelt Wösten in zijn kantoor in het Kruytgebouw. Uit een doos haalt hij een oude lap stof, gemaakt van hetzelfde materiaal als de jurk. De lap bestaat uit verschillende cirkels van petrischaal-formaat, en lijkt broos en fragiel. 

Hij legt daarnaast een aantal nieuwere producten op tafel: zacht, bruin, materiaal, en een leerachtige zwarte stof met ingeprent reliëf. “De zwarte stof is ontwikkeld in een EU-project waar ook Volkswagen aan meedeed, en is bedoeld om in de toekomst de lederen binnenbekleding in elektrische auto’s te vervangen.”

Sommige door de industrie ontwikkelde schimmelproducten zijn al te koop. Van geluidsdempende panelen tot vloersystemen en zelfs grafkisten en urnen. Voor zijn werk aan het ontwikkelen van duurzame producten van schimmeldraden ontving Wösten op 16 oktober de Huibregtsenprijs. Met die prijs worden wetenschappers belicht die vernieuwend onderzoek doen met een grote maatschappelijke waarde. Een hele eer, vindt hij, maar volgens hem staan we nog maar aan het begin van wat mogelijk is.

Geen verbranding of pesticiden
Schimmels vormen een ondergronds netwerk van draden, ook wel het mycelium genoemd. Hiermee zijn materialen met verschillende eigenschappen te maken, zegt Wösten. Een eerste stap is de selectie van de voeding - het liefst een lokaal afvalproduct zoals stro of zaagsel - en van de bijpassende schimmelsoorten die dit kunnen verteren. 

Vervolgens wordt het afval in een geschikte mal of ruimte geplaatst. “De schimmel groeit door het materiaal heen, en eet ondertussen langzaam een klein deel van het stro of zaagsel op. De schimmeldraden, vaak maar een honderdste millimeter dik, binden de resterende deeltjes vervolgens aan elkaar.” 

Na één tot twee weken ontstaat een samenstelling van mycelium en afval. In het geval van stro, bevat het materiaal veel holle ruimtes waardoor het geschikt is als isolatiemateriaal en voor het maken van akoestische panelen. “Maar het is ook mogelijk om het door te laten groeien. In dat geval ontstaat er puur schimmelmateriaal, waar de meeste lederalternatieven van gemaakt zijn.”

Voor het ontwikkelen van de schimmelproducten kijkt Wösten vooral naar lokale afvalstromen. Zo gebruikte hij in een inmiddels afgerond project met een Israëlische universiteit afval uit de lokale dadel- en wijnindustrie. “We willen niet met boten afval gaan verslepen.” Door afval als grondstof te gebruiken, voorkom je dat het wordt verbrand en dat er meer CO2 in de lucht komt.

Schimmelproducten hebben daarnaast als voordeel dat ze milieuvriendelijk zijn. “Een wit katoenen T-shirt kost 2400 liter water, maar de schimmeljurk slechts 12 liter. Daarnaast kun je het in gecontroleerde omstandigheden laten groeien en heb je geen pesticiden of herbiciden nodig. Dat is ook winst.” Tot slot zijn de producten na gebruik op de composthoop te gooien, waar ze gemakkelijk afbreken.

Zelfgroeiende gebouwen en vleesvervangers
Op de vraag waar we over 25 jaar staan, zegt Wösten dat schimmelproducten tegen die tijd gemeengoed zullen zijn. “Als alles meezit, dan laten we allemaal onze eigen kleding groeien, en gaan we naar een bouwmarkt waar niets meer van ijzer, plastic of hout is gemaakt. Tien jaar geleden had ik niet gedurfd om dat soort dingen te zeggen. Maar nu ik heb gezien wat er in het laatste decennium is gebeurd, durf ik wel grote uitspraken te doen.” 

Wösten laat een stuk samengeperst plaatmateriaal zien - het ruikt licht naar stro. “Als mensen weten dat iets van schimmel gemaakt is, gaan ze onmiddellijk ruiken. Misschien omdat ze schimmel associëren met bederf en giftige stoffen.” Maar die associatie lijkt het succes van het materiaal niet in de weg te staan: het is al online te koop als vloerbedekking.

De eerste producten zijndus al in winkels te verkrijgen, en hij verwacht dat dit er steeds meer gaan worden. Momenteel is het al mogelijk om met schimmels materiaal te maken dat de eigenschappen van rubber, hout, of plastic heeft. Metalen zoals ijzer imiteren kan lastiger worden. “Hiervoor moet het materiaal heel dicht en stevig worden. We hebben overwogen om het mycelium in laagjes over elkaar heen te laten groeien, en het dan te persen.”

Naast het ontwikkelen van bouwmateriaal, onderzoekt Wösten samen met een Deense universiteit of het ook mogelijk is om gebouwen te laten groeien op dezelfde plek waar ze moeten komen te staan. 

“Stel dat het Kruytgebouw op het Utrecht Science Park gestript wordt van alles, en alleen de betonnen constructie overblijft. Wij zouden daar dan frames tussen kunnen zetten en daar schimmels in laten groeien, zodat het gebouw als het ware groeit op de bouwplaats.” Omdat het materiaal afbreekt als het vochtig wordt, is het wel nodig om de muren goed te coaten.

Over 25 jaar zouden schimmels ook ons voedingspatroon kunnen veranderen, zegt Wösten. Momenteel is hij binnen een Deens consortium bezig met een eerste product, gebaseerd op erwten. 

“Erwten vormen een drabbige massa en zijn niet heel makkelijk verteerbaar, waardoor sommige mensen er winderig van worden. Schimmels kunnen een structuur aan die drab geven die vergelijkbaar is met vlees, en kunnen ook de zwaar verteerbare stoffen afbreken.” De grote uitdaging is dat schimmels ook eiwitten opeten, en die zijn juist nodig in een vleesvervanger van hoge kwaliteit.

Intelligente schimmels
Het ontwikkelen van een goed werkend schimmelproduct is stap één. Het opschalen van de productie en het op een rendabele manier verkocht krijgen de tweede. De tactiek daarbij is om je eerst te richten op duurdere producten en de luxe-industrie, zegt Wösten. 

"Een goede gietvloer kost al snel meer dan honderd euro per vierkante meter. Daar kunnen de schimmelmaterialen mee concurreren. Zodra dat goed loopt is het mogelijk om op te schalen, en kan de industrie gaan kijken naar producten in het middensegment. Uiteindelijk zouden goedkopere producten: huishoudfolie of isolatiemateriaal zoals glaswol ook vervangen kunnen worden."

Heeft de hoogleraar met zijn onderzoek naar het toepassen van schimmels nog wel tijd voor fundamenteel onderzoek? “Om een product te ontwikkelen moet je weten hoe schimmel groeit, hoe het reageert op zijn milieu en hoe de chemische nabewerking eruit moet zien. Dat vereist juist hardcore fundamentele wetenschap. We doen bijvoorbeeld microbiologisch onderzoek naar de celwand van schimmels: hoe zit die in elkaar en waarom is die zo sterk?”

Een van zijn favoriete onderzoekslijnen loopt al sinds 2001, en gaat over verdeling van functies in het mycelium. “Vaak gaat men er blind vanuit dat elke schimmeldraad hetzelfde doet, maar dat blijkt niet zo te zijn. Myceliumnetwerken hebben verschillende zones, met verschillende functies zoals het produceren van eiwitten, voedselopname en verteren, en het registreren van licht of zelfs geluid. Dat is enorm intrigerend." 

De verschillende zones zouden weleens vergelijkbaar kunnen zijn met organen in dieren. Voordat hij met pensioen gaat. wil hij deze taakverdeling beter begrijpen. “Als je kijkt naar waar de schimmels afgetakt zijn in de evolutie, dan is dat de tak waaruit ook het dierenrijk is voortgekomen. Ze zijn dus meer verwant aan dieren dan aan planten of bacteriën, en mogelijk een stuk intelligenter dan mensen denken.”