Benjamín Petržela: Z odpadu a hub vytváříme izolační materiál pro budoucí dřevostavby

Zabýváte se využitím mykokompozitů ve stavebnictví. Mohl byste popsat svou cestu k tomuto oboru? 

Začínal jsem jako klasický dřevař, kdy jsem se během studia učil poznávat množství materiálů a zkoušel jejich fyzikálně mechanické vlastnosti. Můj školitel se zabývá inovativními materiály, mimo jiné biokompozity na bázi mycelia, což mi přišlo dost atraktivní.

Po dokončení magisterského studia jsem hledal cestu, kam dál. Doktorské studium mě lákalo a od mého školitele Štěpána Hýska přišla nabídka na výzkum myceliových materiálů. To téma mi přišlo hodně neprobádané a zároveň i blízké mému vnitřnímu nastavení.

Hledali jsme materiál, který nelze jinak využít

Jak jste se k současné výrobě mykokompozitů dostal?  

Na samém začátku jsme se snažili najít optimální kombinaci vhodné houby a substrátu. Pro náš materiál, který bychom rádi používali jako izolaci pro budoucí dřevostavby, jsme nechtěli používat substrát, který má ještě další přidanou hodnotu. Například posklizňové zbytky totiž často můžou plnit ještě další roli jako podestýlka nebo hnojivo, což jsme ale nechtěli. Naopak jsme hledali substrát, který by byl skutečným odpadem, nemá další využití, nebo je dokonce problematický. 

Tak přišla myšlenka využít recyklované dřevo, což představuje cokoliv od starého nábytku po stavební řezivo nebo dřevotřískové desky. Tento odpad je často znečištěný a víc než polovina tohoto materiálu se spaluje nebo ukládá na skládku. V prvním roce jsme zkoumali, zda najdeme houbu, která by si s tímto levným a trochu problematickým odpadem poradila a dokázala z něj vytvořit kompaktní panel, který by mohl mít funkci tepelné izolace. To se nám povedlo. Osvědčila se nám lesklokorka, medicinální dřevokazná houba známá pod názvem reishi. 

Jak jste postupovali dále? 

Potom přišlo na řadu definovat všechny vlastnosti mykokompozitu a jeho parametry. Podařilo se nám zjistit tepelnou vodivost, která se pohybuje zhruba na 40 % nad konvenčním polystyrenem, což je dobrý výsledek, byť je to horší než klasický polystyren. Zároveň je to ale srovnatelné s foukanou celulózou a určitě s dřevovláknitou deskou. Teď zkoumáme parametry ze stavební fyziky, které jsou pro nás klíčové. Testovali jsme průchodnost pro vodní páru a nyní nás čeká testování, jak se materiál chová při požáru.

Jak propouští vodní páru polystyren ve srovnání s vaším mykokompozitem? 

Polystyren není v podstatě vůbec prodyšný, zatímco u materiálu, který vyvíjíme my, je prodyšnost velmi dobrá. Je to přirovnatelné k dřevovláknité desce i k celulózovým materiálům. Dalo by se to porovnat i s minerální vatou, což je materiál, který je dneska běžně používaný. Specifikum našeho materiálu je, že může nabývat trochu jiných hodnot na povrchu, kde má často tendenci tvořit tzv. vzdušné mycelium, tedy vrstvičku, která je pevnější a semišová na dotyk a zároveň i relativně hydrofobní. Když by na ní byla kapka vody, normálně by stekla po povrchu. Po nějaké době se do materiálu vsákne, ale tato vrstva je méně průchodnější. To může mít svoje výhody i nevýhody, záleží na konkrétním použití. 

Dnes, zejména v kontextu moderních dřevostaveb, se hodně mluví o tzv. difuzně otevřených skladbách stěn, což znamená, že vodní pára může volně procházet skrz stěnu zevnitř ven, ale obráceně to nejde. Řeší se to třeba polopropustnými fóliemi, které se dovnitř stěn dávají. To je i vize, kterou máme my, aby vodní pára mohla volně procházet třeba z koupelny nebo z kuchyně ven. Lze to zajistit například v kombinaci s CLT panelem nebo klasickou rámovou sloupkovou konstrukcí. Pomáhají i odvětrávané fasády, které zajišťují dostatečné odvětrávání materiálu zvenčí.

Pokud by se nový materiál stal součástí staveb, jak zajistíte, aby nenavlhl a nezačal tak plesnivět? Zřejmě ho nepůjde použít jako klasický polystyren. 

To je naprosto zásadní věc, které se chceme ve stavbách vyhnout. V moderních dřevostavbách proto zabezpečujeme to, aby pára volně procházela a neměla nikde tendenci kondenzovat. K tomu je třeba zajišťovat vhodné konstrukční řešení. 

Stěna dřevostavby sestává z několika vrstev, náš současný návrh kombinuje CLT panel (cross-laminated timber), izolační materiál (např. ten náš z hub), difuzně otevřenou dřevovláknitou desku a provětrávanou fasádu. V dnešních moderních dřevostavbách také standardně bývají součástí konstrukce jednotky až desítky čidel, která dávají průběžně vědět, jestli není někde problém. Náš materiál by neměl být v přímém styku s exteriérem. Ve chvíli, kdy bych ho přilepil na fasádu jako polystyren, tak se samozřejmě stane to, že vlivem vlhkosti může začít degradovat. Materiál tak pravděpodobně nebude řešením zateplení klasických bytových domů, ale může být funkčním konceptem třeba pro moderní dřevostavby.

Nekonečně recyklovatelný stavební materiál 

Nyní se tedy chystáte na testy hořlavosti? 

Ano, toto je totiž třeba otestovat přesně pro náš substrát (recyklované dřevo), který ještě nikdo nezkoumal. Největším problémem navíc nemusí být materiál samotný, ale kontaminanty, které už v recyklovaném dřevě byly předtím. Je totiž důležité kromě hořlavosti zjistit i to, co se z materiálu uvolňuje při požáru, protože nejčastější způsob úmrtí při požárech je udušení zplodinami v prostoru. Co se ale samotné hořlavosti týče, podle předešlých výzkumů předpokládáme, že materiál bude hořet trochu hůř než například polystyren nebo dřevovláknitá deska.

Zkoumali jste, jestli je houba schopna při růstu dřevní štěpkou rozložit kontaminanty? 

To samozřejmě budeme zkoumat. Kdyby se nám podařilo prokázat, že růst houby dokáže částečně rozložit některé organické kontaminanty, jako jsou zbytky formaldehydu, znamenalo by to, že odpadní dřevo nejenom využíváme, ale dokážeme ho i vyčistit. Bylo by to skvělé a materiálu by to nepochybně přidalo na hodnotě. Kontaminanty ale nejsou zásadně problematické – už teď víme, že houba je v materiálu zakonzervuje a ve stavbě potom vydrží třeba dalších 50 let. A dřevotřísková deska je typickou součástí recyklovaného dřeva, tudíž to není nic, co by někomu ublížilo. Myslíme si, že po padesáti letech dokážeme tento materiál znovu rozemlít a nechat prorůst houbou, takže by mohl podstoupit více cyklů. Houba dřevo úplně nerozloží. Její růst na našem substrátu trvá měsíc, během kterého rozloží dřevo do pěti, maximálně deseti procent. To znamená, že dřevo neztrácí všechny látky, které jsou funkční, ani svoji pevnost.

Na sociálních sítích jste sdílel video, kde ukazujete první pokusy s velkovýrobou. Jaké dojmy a zjištění máte z tohoto experimentu? 

Testy se vzdušným vrstvením probíhaly v rakouském Tullnu na univerzitě BOKU, kde jsme použili mechanismus, kterým se vyrábí klasické dřevotřískové desky. Do stroje jsme nasypali substrát, ve kterém už byla každá tříska prorostlá houbou, a pustili ho na poloprovozní linku. Nechali jsme ho navrstvit na čtyřmetrový pás a čekali, jestli v nesterilních a méně kontrolovaných podmínkách houba dokáže vyrůst. Povedlo se to s drobnými limitacemi, takže jsme byli velmi příjemně překvapeni. 

Teď přemýšlíme nad dalšími variantami, zejména jak udělat celý proces energeticky efektivnější. Přemýšleli jsme, jak se vyhnout kroku sterilizace substrátu, který představuje jeden z energeticky nejnáročnějších procesů. Můžeme se například inspirovat u pěstitelů hub, kteří používají procesy typu pasterizace. Pak už bychom jen potřebovali industriálního partnera a externí finance, díky kterým bychom mohli tyto procesy vyzkoušet ve větším měřítku.

Legislativa a ekonomika jako největší překážky 

Co je teď největší výzvou, kterou musíte překonat?

Musíme ještě charakterizovat protipožární vlastnosti materiálu. Pak přijde na řadu legislativní proces, což bude velkou výzvou. Klasická legislativa totiž není konstruovaná na nové inovativní materiály, které mají větší variabilitu a za daných podmínek se chovají jinak. Legislativa tak nezohledňuje, že daný materiál může být vhodný jen do určitých podmínek. Současné materiály, jako polystyren, můžete nalepit na „každý dům” a bude to fungovat, my ale tuto výhodu nemáme. Existují budovy, ve kterých použití našeho izolačního materiálu dává smysl, ale i takové, ve kterých to smysl nedává. To je něco, s čím budeme určitě bojovat a asi budeme muset být i spolutvůrci nové legislativy, aby se tento nový materiál mohl prodávat. 

V neposlední řadě bude rozhodně výzvou ekonomika, protože už teď musíme přemýšlet nad kroky, které by dokázaly ještě více ekonomicky zefektivnit výrobu. V našem případě se jedná zejména o snížení energetických vstupů. A to jak na začátku procesu, kdy substrát sterilizujeme, tak na konci, kdy výsledný materiál sušíme. Náklady na energii budeme muset co nejvíce optimalizovat, aby náš výrobek mohl konkurovat polystyrenu nebo skelné vatě. 

Jaké výhody má váš izolační materiál oproti těm běžně využívaným ve stavebnictví? 

Náš produkt je obnovitelný. V podstatě žádné z izolačních materiálů, které se dnes používají, se nerecyklují, a končí tak po demolici stavby na skládce. Máme také levnější vstupní surovinu – zpracováváme levný odpad a houba je také skoro zadarmo. K výrobě plastových materiálů je třeba ropa, která ale není univerzálně dostupná, a tyto materiály tak můžou skokově narůst v ceně. Naopak materiály, které jsou z lokálních surovin, mají tu přidanou hodnotu, že budou stále dostupné. A to ještě úplně pomíjím výhody v rámci instalace, kdy nedochází k rozlétávání mikroplastů do okolí, jako třeba v případě polystyrenu.

Vlastní startup jako osvěta

Poměrně nedávno jste s kolegy založili startup jménem hyfo. Čím se zabývá? 

Jsme součástí podnikatelského inkubátoru Point One při České zemědělské univerzitě v Praze (ČZU). Smyslem startupu je přiblížit mykokompozity lidem. Já a můj vědecký tým zkoumáme primárně materiál pro tepelně izolační účely, ale jak s tím seznámit širokou veřejnost? Do doby, než budeme mít reálnou aplikaci, ještě musíme ujít kus vědecké cesty. A ve chvíli, kdy to budeme mít hotové, už je pozdě. Když chce člověk na trh zavádět nový materiál, musí s ním být veřejnost seznámená. Proto jsme chtěli vymyslet něco malého, čím dokážeme s veřejností komunikovat. Něco, co by mohl mít každý doma. 

Tak vznikl nápad malého aroma difuzéru, který využívá jednu ze skvělých vlastností myceliového materiálu. Je hodně porézní a dokáže velmi dobře nasáknout mimo jiné právě oleje, asi třikrát více než vodu. Já do něj nakapu vonný olej a ten se postupně uvolňuje do prostoru. Hodilo se nám to i na konferenci, která se konala u nás na Fakultě lesnické a dřevařské. Měli jsme dárek, který reprezentoval hodnoty fakulty a zároveň představoval náš materiál. 

Svoje výrobky už prodáváte?

Ano, e-shop už funguje. Cílíme zejména na firmy, kterým můžeme dodávat například dárky pro jejich obchodní partnery. Náš produkt samozřejmě dokážeme „obrandovat“, dokážeme ho přizpůsobit potřebám zákazníka. Pokud obdarovaný v nejhorším případě o předmět nebude stát, může ho jednoduše hodit na kompost, kde se úplně rozloží. Což je veliký rozdíl oproti plastovým dárkům, např. tužkám nebo klíčenkám, které se běžně rozdávají. 

Věnujete se popularizaci svého vědeckého tématu i jinými způsoby? 

Chodíme na různé veřejně přístupné akce a veletrhy, např. Země živitelka. Je zajímavé poslouchat zpětnou vazbu přímo od lidí. Mají hromady otázek. Začne mi ta houba v domě růst? Budu mít doma plíseň? Rozloží mi dřevostavbu? To je přesně důvod, proč se musíme o komunikaci vědy snažit všemi možnými prostředky. Většina lidí se s tímto materiálem nikdy nesetkala. Neví, co to je a je vidět, že z něj mají trochu obavy. Naopak někteří lidé velmi dobře uhodnou, o jaký materiál se jedná a případně jsou i ochotni si představit, že by ho mohli používat, což je výborná reference do budoucna. 

Nedávno jsem se bavil s člověkem, který by si pravděpodobně tento materiál nezvolil jako variantu zateplení místo konvenčního polystyrenu. Říkal, že bydlí v domečku se zahrádkou a domek zateplovali polystyrenem. Jak to ale reálně probíhá? Při řezání polystyrenu vznikne mnoho mikroskopického odpadu, který v půdě zůstane navždy. A to je de facto hodnota, kterou člověk platí navíc k ceně polystyrenu. Pěstuju si zeleninu v půdě, která obsahuje plast. Proto je dobré stávající postupy ve stavebnictví zasazovat do kontextu. Potom si lidi možná dokážou líp představit, jaké mohou být výhody našeho nového přírodního materiálu.

Našli jste během výzkumu další možnosti využití mykokompozitu? 

Několikrát. Například nedávno kolega přišel s nápadem: „Nemohli bychom vyrábět pachové ohradníky?” To jsou předměty nejčastěji z polyuretanové pěny napuštěné odpuzující látkou, které se zapíchají kolem pole, aby na něj nechodily srnky. Problém ovšem je, že se tam většinou nechávají. Náš materiál vydrží třeba dva měsíce, ale zato se na poli může nechat, protože se úplně rozloží. Nebo za námi přišel kolega taxidermista, který říkal, že všechny preparáty zvířat, které se dnes dělají, mají taky v základu polyuretanovou pěnu, na kterou se navléká kůže zvířete. V současnosti neexistují biologické preparáty, kde by nebylo potřeba materiálu, který je na bázi umělé hmoty. Možná i zde by mohl mykokompozit polyuretanovou pěnu nahradit. Možnosti využití jsou velmi široké a já se těším, kde všude se v budoucnu budeme s těmito materiály setkávat. 

Benjamín Petržela je vědec z České zemědělské univerzity v Praze. Zabývá se vývojem biomateriálů a výzkumem v oblasti dřevostaveb. Zároveň je spoluzakladatelem startupu hyfo, který vyrábí produkty pojené myceliem hub. Věnuje se také popularizaci vědy, a to třeba prostřednictvím soutěže FameLab, kde v národním kole v roce 2025 obsadil 2. místo.