真菌菌丝体作为可持续产品的基础

真菌的价值远比表面看到的要丰富。它们的细线状细胞广泛生长，隐匿于地下，如同根系网络，具备生产可持续、可生物降解材料的巨大潜力。位于波茨坦科学园的弗劳恩霍夫应用高分子研究所（IAP）的研究人员正在利用这种菌丝体开发各种可回收产品，从钱包、保温材料到包装材料。

对我们大多数人来说，真菌看起来像一个弯曲的盖子和一个茎。然而，生物体的最大部分由一个称为菌丝体的细胞丝网络组成，主要分布在地下，且可达到相当大的规模。这个细致分支的网络直到现在都未被充分利用。然而，对于位于波茨坦的弗劳恩霍夫应用高分子研究所IAP的研究人员来说，菌丝体是一种开创性的原材料，有潜力用天然有机菌丝复合材料取代石油基产品。来自区域农业和林业活动的有机残渣被用作真菌培养的基底。在多个项目中，研究人员利用菌丝体基材料生产保温材料、包装材料以及无动物的皮革替代品。

事实上，人类对真菌的研究长期集中在食用与药用层面，菌丝体作为“材料”的潜力，直到近几十年才逐步被系统性讨论。👉 《真菌学史》

正是这种去中心化、生长而非建造的结构，让真菌在生物学层面上挑战了我们对“个体”“材料”和“结构”的传统理解。👉 延伸阅读：《真菌如何改变我们对生命的理解》

来自区域农业残渣的菌丝基材料

弗劳恩霍夫国际应用计划的生物技术专家汉内斯·欣内堡博士表示：“面对气候变化和日益减少的化石原材料，迫切需要能够以更低能耗生产的可降解材料。”他和团队利用菌丝体——例如食用蘑菇或平菇或火种真菌——将本地可得的植物残渣转化为可持续材料。“菌丝体具有可用于生产环保、节能材料的特性，因为真菌的生长发生在环境条件下，且一氧化碳₂遗骸被存放在遗迹中。当纤维素和其他有机残留物分解时，形成一个紧凑的三维网络，使得自我维持的结构得以形成，“欣内伯格解释道。这会产生一种复合化合物，含有有机基底，如谷物残渣、木屑、大麻、芦苇、油菜或其他农业残渣。这些物质是真菌的养分来源，在代谢过程中被细密的菌丝网络完全渗透。这会形成一种完全有机的复合材料，可以制成所需的形状并通过热处理稳定。“首先，你将水与稻草、木屑和锯末等农业残渣混合，形成一个团块。一旦确定湿度和颗粒大小，并完成后续热处理以杀死竞争细菌，基底就准备好了。它为真菌提供食物，并与菌丝体混合。Hinneburg总结生产过程时说：“在孵育器中经过约两到三周的生长阶段，混合物将根据配方和工艺的不同，产生类似皮革或可进一步加工的复合材料。”这个过程不需要照明——从能源效率角度看，这是个额外好处。

实际培养过程中，菌丝体的生长速度、内部温升以及不同季节对材料结果的影响，往往比外部环境更关键，这些问题在实践中需要被单独对待。👉 不同季节、温度会影响菌丝体生长吗？

多功能应用：强度和弹性可以被具体配置

真菌材料可以培养出多种特性。根据应用不同，它们可以是耐用、可拉伸、防撕裂、不透水、弹性、柔软蓬松或开孔的。结果由真菌类型、农业残渣以及温度和湿度等变量共同决定。菌丝生长的持续时间也会影响最终产物。材料的多功能性意味着它可以呈现出从厚块到薄片层的多种形态，并能在多种场景中使用。这使得真菌基材料可用于纺织软装、包装、家具、包包或室内保温板成为可能。作为建筑材料使用时，真菌主要作为生物粘合剂，因为多种有机颗粒通过菌丝体连接在一起。

欣内堡表示：“材料具有多种积极特性，如隔热、电绝缘、调节湿度和防火，使得朝向圆形和气候积极的建设迈出了重要一步，”他目前的项目之一是开发一种新型聚苯乙烯热绝缘替代品。在另一个项目中，他与食品与环境研究所及Agro Saarmunde.合作，利用本地农业和林业活动的残留物和原材料生产环保的菌丝基包装托盘。在与设计师合作的过程中，他还开发了无动物皮革替代品的基础材料，如包包和钱包。由于菌丝基材料外观与皮革相似，可以在某些部位与皮革产品相辅相成。

工业流程的发展

在欧洲，目前只有少数公司开发基于菌丝体的商业材料。该领域的挑战包括获取生物残基、确保产品质量一致的能力以及高效扩大活动规模的能力。

为应对这些挑战，研究人员采用了一种新开发的滚对滚方法，并已制作出原型。该方法相较于涉及箱子和货架系统的标准制造工艺具有显著优势：通过在受控工艺条件下（如温度和湿度）使用标准化连续生产方法，研究人员可以确保菌丝体基产品具有一致的材料性能。更重要的是，资源可以更高效地利用，生产规模可以扩展到工业水平。“这对于满足行业对可持续材料日益增长的需求以及长期减少对石油的依赖至关重要。Hinneburg表示，通过利用人工智能等创新技术优化残基和真菌种类的组合，生产水平也可进一步提升。