Bouwmateriaal dat groeit in een lab

Wat begint in een petrischaaltje kan uitgroeien tot isolatie voor gebouwen of duurzaam textiel voor de mode-industrie. De Delftse start-up Foamlab ontwikkelt een volledig composteerbaar biomateriaal dat volgens TU Delft-professor Elvin Karana en medeoprichter Jeroen van Rotterdam vooral één ding is: ‘simpelweg een beter materiaal’.

Wie het kantoor van Foamlab binnenstapt, ziet direct op tafel een assortiment van verschillende witte structuren liggen. Sommige voelen aan als piepschuim, andere juist als zacht textiel. “Een jaar geleden was dit nog maar één soort materiaal”, zegt Van Rotterdam, terwijl hij een vel licht, vezelig materiaal oppakt. “Nu hebben we tientallen varianten.” Foamlab komt voort uit onderzoek van Karana, professor Materials Innovation and Design bij de TU Delft. “In mijn lab richten we ons op materialen die we kunnen laten groeien door biologische processen met behulp van organismen”, vertelt ze. Twee jaar geleden besloot zij samen met Van Rotterdam, die uit de wereld van software en impactinvesteringen komt, het materiaal uit het lab door te ontwikkelen tot een marktrijp product.

Lichter, sterker en beter isolerend

De urgentie is duidelijk. De wereld zit vol met moeilijk afbreekbare plastics. In de bouw wordt jaarlijks het volume van Manhattan aan polystyreen geproduceerd. “Slechts dertig procent wordt gerecycled”, zegt Van Rotterdam. “De rest blijft honderden jaren bestaan en valt uiteen in microplastics. Dat is gewoon een doodlopende weg.” Recycling alleen gaat deze crisis niet oplossen; er zijn materialen nodig die het probleem bij de bron aanpakken. Het biomateriaal van Foamlab biedt een alternatief: het is lichter, sterker en beter isolerend dan polystyreen en wordt zuiver geproduceerd door bacteriën. “Dat het composteerbaar is, is eigenlijk bijzaak. Het is gewoon een beter materiaal.”

Zelfgebouwde bioreactors

Een jaar geleden huurde het team een leeg lab op de Biotech Campus Delft en bouwde het in korte tijd uit tot een volwaardig laboratorium, met apparatuur van veilingvondsten tot zelfgebouwde bioreactors van 70 liter. In deze bioreactoren produceren bacteriën cellulose (SCOBY), een natuurlijk bouwmateriaal dat ook voorkomt in hout en katoen. De cellulose vormt de structuur van het biomateriaal. Na fermentatie wordt de SCOBY gedroogd en verwerkt tot het eindproduct.

Breed scala aan materiaaleigenschappen

De kracht van het proces zit in de enorme maakbaarheid ervan. Door tijdens het proces te variëren in temperatuur, zuurgraad, voedingsstoffen of zelfs door bacteriestammen te muteren met UV-licht, kan een breed scala aan materiaaleigenschappen ontstaan. “We kunnen dit materiaal maken van heel zacht tot juist heel stevig en alles daartussenin”, zegt Karana. “Die aanpasbaarheid maakt het mogelijk om voor een klant simpelweg aan ‘knoppen te draaien’. Hogere dichtheid, meer flexibiliteit, betere isolatie, alles is aan te passen.” Maar dat brengt ook complexiteit met zich mee. “Er zijn honderden variabelen”, vertelt Van Rotterdam. “Het is een speelveld, maar juist daarin zit ook de uitdaging. Die complexiteit maken wij voorspelbaar.”

Pilotfabriek

Foamlab zit nog midden in de labfase, maar de volgende stap is al concreet: volgend jaar start de bouw van een pilotfabriek die jaarlijks honderdduizend vierkante meter materiaal kan produceren. Over acht jaar hopen ze wereldwijd vijftig miljoen vierkante meter biomateriaal per jaar te leveren. Weinig andere bedrijven richten zich specifiek op bacterieel gegroeid schuim. “Er zijn andere biomaterialen als alternatief voor schuim, dat is juist goed”, zegt Van Rotterdam. “Er zijn zoveel op olie gebaseerde plastics dat je meer alternatieven nodig hebt om dit probleem op te lossen.” De belangstelling is groot, vooral vanuit de bouw en de mode-industrie, sectoren met een zware milieubelasting. In de bouw kan het materiaal polystyreen vervangen als isolatiemateriaal; in fashion bieden lichtere, sterkere en composteerbare materialen een alternatief voor katoen.

Kijk verder dan recyclen

Hoewel de overheid inzet op duurzaamheid, lopen bedrijven als Foamlab tegen regelgeving aan. “Biomaterialen zijn nog heel nieuw voor wetgevers”, zegt Van Rotterdam. “De focus ligt meer op recycling, dan op het vervangen van op olie gebaseerde materialen door bioalternatieven of composteerbare materialen. Soms werkt regelgeving zelfs tegen, bijvoorbeeld wanneer alleen recyclebare plastics zoals polypropyleen of polyethyleen in verpakkingen zijn toegestaan.” Foamlabs boodschap is helder: kijk verder dan recycling en open de deur voor nieuwe materialen die minder belastend zijn voor het milieu. Niet alleen omdat ze duurzamer zijn, maar omdat ze superieure prestaties leveren. Als de wereld klaar is om verder te kijken dan recyclebare plastics, ligt hier misschien wel een van de oplossingen die we nodig hebben. Van Rotterdam wilde altijd al een start-up beginnen die écht impact maakt. “Iemand moet het plasticprobleem oplossen.” Met Foamlab zijn de eerste stappen gezet en het feit dat er regelmatig nieuwe variaties biomateriaal worden ontdekt toont aan dat de mogelijkheden nog lang niet uitgeput zijn.

Dit is een bewerkte versie van een artikel dat eerder verscheen in Pioneering Tech Magazine, een uitgave van de TU Delft.