FUNGITEX: best practices in mycelium leather bio-fabrication and its design application

In the coming years, the material landscape will undergo significant transformation driven by the dual forces of the climate crisis and evolving consumer lifestyles. Unrestrained consumerism exacerbates a harmful cycle of production practices, depleting natural resources and compromising environmental health. The fashion industry, in particular, significantly influences environmental, social, economic, and cultural sustainability. Despite the systemic nature of consumerism, the fashion industry holds potential for leading sustainable development by investing in innovative materials that prioritize eco-consciousness. This research focuses on bio-fabricated and bio-assembled materials as viable, sustainable alternatives to animal- and synthetic-based leathers. This thesis first addresses the sustainability issues inherent in conventional leathers, followed by an evaluation of emerging leather alternatives, assessing their sustainability, performance, and market scalability. Among these, mycelium stands out within the circular economy framework due to its natural capacity to convert waste into biodegradable products. The research in this thesis, titled Mycellab, investigates the bio-fabrication of mycelium leather under various conditions, including substrate composition, fungal spore inoculation, incubation settings, and post-treatment processes. The resulting material samples underwent empirical analysis and a series of mechanical and sensory tests to evaluate their technical, sensory, and ethical profiles. The primary aim was to establish a standardized production protocol for mycelium leather and develop design guidelines that support its integration into the fashion industry. The findings indicate that mycelium leather exhibiting enhanced aerial hyphal growth possesses superior mechanical and aesthetic qualities, closely approximating those of traditional leather. The material’s alignment with Sustainable Development Goals 8, 9, 10, and 12 confirm its potential as ethical material. Industrial-scale production further enhances these benefits. The study identifies critical production variables that influence material properties and suggests that optimal hyphal growth occurs with a liquid malt-yeast-glucose substrate inoculated with Ganoderma lucidum grains, incubated in high-walled containers with the medium occupying 30-40% of their volume, at 25-30°C and 90% relative humidity, carefully balanced with high airflow and CO₂ levels. To optimize the leather’s qualities, post-treatment with glycerin, heat pressing, and a slow drying at 30°C proved essential. Finally, practical guidelines for the application of mycelium leather are established, recommending its use in fashion accessories, light footwear, and soft furnishings due to its flexibility, biodegradability, and unique sensory qualities. Design recommendations—such as reinforced stitching, multi-layered construction, and careful handling during cutting and shaping—address the material’s limitations in tear resistance and durability, enabling designers and manufacturers to work with this innovative material. In conclusion, this research highlights mycelium leather’s potential as a sustainable alternative to conventional leather, providing key insights into its fabrication, properties and applications. Embracing materials like mycelium can help the fashion industry advance toward a more sustainable and ethical future.

Negli anni a venire, il panorama dei materiali subirà una trasformazione significativa, guidata sia dalla crisi climatica che dall’evoluzione delle abitudini dei consumatori. Il consumismo incontrollato sta aggravando un ciclo dannoso di pratiche produttive che impoveriscono le risorse naturali e compromettono la salute ambientale. L'industria della moda, in particolare, esercita un'influenza considerevole sulla sostenibilità ambientale, sociale, economica e culturale. Nonostante la natura sistemica del consumismo, l'industria della moda ha il potenziale per guidare lo sviluppo sostenibile, investendo in materiali innovativi che promuovano una maggiore consapevolezza ecologica. Questa ricerca si focalizza sui materiali bio-fabbricati e bio-assemblati come alternative sostenibili e praticabili ai pellami di origine animale e sintetica. La tesi inizia affrontando le problematiche di sostenibilità legate all'uso delle pelli convenzionali e prosegue con la valutazione delle alternative emergenti, analizzandone la sostenibilità, le prestazioni e la scalabilità di mercato. Tra queste, il micelio emerge come un’opzione significativa nel contesto dell’economia circolare grazie alla sua capacità naturale di trasformare scarti in prodotti biodegradabili. La ricerca di questa tesi, intitolata Mycellab, esplora la bio-fabbricazione della pelle di micelio in diverse condizioni, includendo la composizione del substrato, l’inoculazione delle spore fungine, le impostazioni di incubazione e i processi di post-trattamento. I campioni ottenuti sono stati sottoposti a un’analisi empirica e a una serie di test meccanici e sensoriali per valutarne i profili tecnico, sensoriale ed etico. L’obiettivo principale è quello di stabilire un protocollo di produzione standardizzato per la pelle di micelio e di sviluppare linee guida progettuali per favorirne l'integrazione nell’industria della moda. I risultati indicano che la pelle di micelio caratterizzata da una crescita vigorosa delle ife aeree possiede qualità meccaniche ed estetiche superiori, avvicinandosi alle caratteristiche del cuoio tradizionale. L’allineamento del materiale con gli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile 8, 9, 10 e 12 conferma il suo potenziale come materiale etico. La produzione su scala industriale ne rafforza ulteriormente i vantaggi. Lo studio identifica le variabili di produzione fondamentali che influenzano le proprietà del materiale e suggerisce che la crescita ottimale delle ife si ottiene con un substrato liquido di malto-lievito-glucosio inoculato con granuli di Ganoderma lucidum, incubato in contenitori alti con il substrato che occupa il 30-40% del loro volume, a temperature di 25-30°C e con umidità relativa del 90%, in equilibrio con alti livelli di flusso d’aria e CO₂. Per ottimizzare le qualità della pelle di micelio, si è rivelato essenziale un post-trattamento con glicerina, pressatura a caldo e un’essiccazione graduale a 30°C. Infine, sono state stabilite linee guida pratiche per l'applicazione della pelle di micelio, raccomandandone l'uso in accessori di moda, calzature leggere e arredi morbidi grazie alla sua flessibilità, biodegradabilità e particolari qualità sensoriali. Raccomandazioni progettuali, come il rinforzo delle cuciture, costruzioni multistrato e una lavorazione attenta durante il taglio e la modellatura, mirano a gestire le limitazioni del materiale in termini di resistenza allo strappo e durabilità, consentendo a designer e produttori di utilizzare questo innovativo materiale. In conclusione, questa ricerca mette in luce il potenziale della pelle di micelio come alternativa sostenibile al cuoio tradizionale, offrendo approfondimenti chiave sulla sua fabbricazione, proprietà e applicazioni. L'adozione di materiali come il micelio può supportare l'industria della moda nel suo cammino verso un futuro più sostenibile ed etico.