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SFB 1743: MY-CO BUILD: Biotechnologische Herstellung, Charakterisierung und Nachhaltigkeitsbewertung pilzbasierter Baumaterialien
Fachliche Zuordnung
Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
Bauwesen und Architektur
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Medizin
Bauwesen und Architektur
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Medizin
Förderung
Förderung seit 2026
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 548244816
Der beantragte Sonderforschungsbereich MY-CO BUILD entwickelt in zukunftsweisender Grundlagenforschung aus nachwachsenden Rohstoffen der Agrar- und Forstwirtschaft eine neue Klasse pilzbasierter Materialien, die biologisch hergestellt und biologisch abbaubar sind. Für die Erforschung und Entwicklung dieser Materialien werden die Potenziale der Pilzbiotechnologie ausgenutzt mit dem Ziel, die wissenschaftlichen Grundlagen für definierte Herstellungsprozesse und reproduzierbare Eigenschaftsprofile von pilzbasierten Materialien zu legen. Hierzu gehört die systematische Etablierung einer Prozesskette, die alle biologischen und technologischen Aspekte im Herstellungsverfahren von der Nano- bis zur Makroskala berücksichtigt und somit Ableitungen für ein zielgerichtetes Materialdesign zulässt. Der beantragte SFB führt erstmalig in einem interdisziplinären Verbund verschiedene Fachdisziplinen zusammen, die die biologischen, mechanischen, physikalischen, chemischen, thermischen, akustischen und architektonischen Eigenschaftsprofile pilzbasierter Materialien untersuchen in Abhängigkeit von der genetischen Ausstattung des verwendeten pilzlichen Produktionsorganismus, den Eigenschaften der agrar- und forstwirtschaftlichen Substrate sowie den Herstellungs- und Verarbeitungsprozessen. Um hierbei multiskalige Wechselwirkungen beschreiben, verstehen und vorhersagen zu können, werden neue, durch numerische Simulationen unterstützte, mathematische Modelle entwickelt, die damit ein maßgeschneidertes Design der Materialeigenschaften ermöglichen. Neben diesem grundlegenden Verständnis der Zusammenhänge zwischen den hierarchischen Strukturelementen und den Eigenschaften der pilzbasierten Materialien werden systematische, entwicklungsbegleitende Stabilitäts- und Alterungsuntersuchungen sowie KI-basierte Nachhaltigkeitsvorhersagen implementiert. Mit den hier entwickelten Prozessen und Verfahren möchte der SFB neue inter- und transdisziplinäre Wege für die Entwicklung und Etablierung biogener und nachhaltiger Materialen beschreiten, die mit den bisherigen so nicht möglich sind. Der SFB ist in drei Projektbereiche gegliedert: Projektbereich A - (Bio-)Technologie der Herstellung und Verarbeitung erweitert unser grundlegendes Verständnis des Pilzwachstums auf pflanzlichen Substraten und entwickelt innovative Bioreaktorsysteme und additive Fertigungskonzepte für die reproduzierbare Herstellung pilzbasierter Materialien. Projektbereich B - Multiskalige Charakterisierung und Modifikation konzentriert sich auf die Untersuchung und Vorhersage der Eigenschaften pilzbasierter Materialien mit Hilfe experimenteller und modellbasierter Ansätze. Projektbereich C - Baustoffcharakterisierung und architektonisches Design analysiert und modifiziert pilzbasierte Materialien aus der Perspektive der Baustofftechnik, um neue nachhaltige Architektur- und Bauanwendungen zu entwickeln.
DFG-Verfahren
Sonderforschungsbereiche
Laufende Projekte
- A01 - Molekulare und systembiologische Methoden zur Etablierung von Fomes fomentarius als Zellfabrik für die Herstellung von Pilzverbundwerkstoffen (Teilprojektleiterinnen Birke, Anna Sofia ; Meyer, Vera )
- A02 - Diversifizierung der Materialeigenschaften von Pilzverbundwerkstoffen durch Nutzung der inner-artlichen Heterogenität von Fomes fomentarius auf verschiedenen forstwirtschaftlichen Substraten (Teilprojektleiter Benz, Philipp ; Cheng, Tian )
- A03 - Entwicklung und Nutzung von Werkzeugen der Synthetischen Biologie für Fomes fomentarius (Teilprojektleiter Freidank-Pohl, Carsten )
- A04 - Additive Fertigung für die Herstellung von Pilzverbundwerkstoffen (Teilprojektleiterin Simon, Ulla )
- A05 - Vorbehandlung und Stabilisierung von lignocellulosehaltigen Biomassen als Substrate für Pilzverbundwerkstoffe (Teilprojektleiter Gusovius, Hans-Jörg )
- A06 - Experimentell gestützte Ableitung und initiale Anwendung von Vorhersagemodellen für die Substratzerkleinerung (Teilprojektleiter Kruggel-Emden, Harald )
- A07 - Wechselwirkungen zwischen dem Wachstum von Fomes fomentarius und der Substrathydrolyse in kontinuierlichen Pfropfenstrom-Bioreaktorkulturen (Teilprojektleiter Junne, Stefan ; Neubauer, Peter )
- A08 - Mathematische Modellierung, Softsensoren und Steuerung für die Produktion von Pilzverbundwerkstoffen (Teilprojektleiterin Knorn, Steffi )
- A09 - KI-basiertes Modell zur Bewertung der Ressourcenverfügbarkeit für das Wachstum von Rohstoffen für Pilzverbundwerkstoffe (Teilprojektleiterin Rudolph, Annette )
- B01 - Multiskalige Charakterisierung der mechanischen Stabilität und der Versagensmechanismen von Pilzverbundwerkstoffen (Teilprojektleiterin Fleck, Claudia )
- B02 - Pilzverbundstoffe mit Nanopartikeln: Funktionalisierung und multiskalige Charakterisierung der physikochemischen Eigenschaften und der thermischen Stabilität (Teilprojektleiter Gurlo, Aleksander )
- B03 - Dreidimensionale strukturelle Charakterisierung und multiskalige Modellierung der Endnutzungseigenschaften von Pilzverbundwerkstoffen (Teilprojektleiter Briesen, Heiko )
- C01 - Bauphysikalische Charakterisierung des Wärme-, Feuchte- und Brandschutzverhaltens von Pilzverbundwerkstoffen (Teilprojektleiter Dehn, Frank )
- C02 - Erforschung der Grenzflächeninteraktion zwischen Fomes fomentarius und klassischen Baustoffen zur Formulierung von dauerhaften Verbundmaterialien (Teilprojektleiter Stephan, Dietmar )
- C03 - Architektonische Anwendungen und Planungsmethoden für Pilzverbundwerkstoffe (Teilprojektleiter Pfeiffer, Sven )
- MGKiRTG - Integriertes Graduiertenkolleg (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Benz, Philipp ; Rudolph, Annette )
- S - Serviceprojekt „Manufaktur“ (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Kruggel-Emden, Harald ; Meyer, Vera )
- SCWIKO - Projekt Wissenschaftskommunikation (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Dienel, Hans-Liudger ; Langen, Nina )
- Z - Zentrales Verwaltungsprojekt (Teilprojektleiterin Meyer, Vera )
Antragstellende Institution
Technische Universität Berlin
Beteiligte Hochschule
Aalborg Universitet; Hochschule Bochum; Technische Universität München (TUM)
Beteiligte Institution
Karlsruher Institut für Technologie; Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. (ATB)
Sprecherin
Professorin Dr.-Ing. Vera Meyer
