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研究人员正在利用裂褶蘑菇的细长菌丝网络来创造新的可生物降解建筑材料。
在荷兰的办公室里,韩·沃斯滕教授举起一个坚硬如海绵的块子展示。这是他2012年利用真菌复杂根系网络制作的材料。他对这些东西的潜力有大胆的预测。
“十年后,我们应该会拥有第一批真菌建筑,”乌得勒支大学分子生物学教授沃斯滕说。
他说的不是发霉的墙面,而是更令人兴奋的东西——那些有生命力、可持续且充满潜力的材料。
沃斯滕研究不同真菌如何在菌丝体中运作——菌丝体——自然的互联网,一个由生命线组成的网络,滋养真菌并通过共享资源和信息连接植物。
他现在正在将真菌“线索”工程转化为可持续、可生物降解的塑料、木材和皮革替代品——这些材料已经引发了时尚、家具和建筑等领域的新应用。这并非空想,正如我们曾探讨的,《真菌会成为亚洲家具的未来吗?》 一文就展示了菌丝体材料在家具领域的实际潜力,这也是菌本 MycoBio持续关注并致力提供基础材料支持的创新方向。
面向未来的“活”建筑
沃斯滕是来自比利时、丹麦、希腊、荷兰、挪威和英国的研究团队成员,他们正在探索一个激进的想法:如果我们所用的材料能够生长、自我修复,甚至感知环境,会怎样?
这个由欧盟资助的研究项目Fungateria,正在开发工程活体材料(ELMs),通过将真菌菌丝体与细菌融合,创造出适应性强、自我愈合的材料,实现传统产品无法做到的效果。
与混凝土或塑料等传统材料不同,ELM能够生长、自我修复、感知环境变化,有时还能随着时间适应。
研究人员旨在设计这些材料,使其结合自然生长的强度与工程的功能性。比如,修补裂缝的墙体,吸收一氧化碳的建筑块2或者能净化空气的表面。
目标是创造可持续、低废弃的材料,与自然共生而非与之对抗,为更智能、更绿色的建筑和产品打开大门。
“我们已经可以用这些扩展的真菌网络制造类似皮革的材料或绝缘板了,”沃斯滕说。“现在我们想进入下一阶段,以受控的方式发展建筑。”
低浪费,高效率
这可节省可观。建筑行业产生了欧盟三分之一以上的总废弃物。
来自材料提取和制造建筑产品的温室气体排放,以及建筑物的建设和翻新,估计占欧盟成员国国家总排放量的5%至12%。更高的材料效率可以节省80%的排放。
关键是,制造混凝土时会排放大量一氧化碳2真菌复合材料建筑可能将农业废弃物升级为建筑材料,同时减少碳排放,从而促进气候变化。
建筑中存在生物体的想法可能会让一些人感到不安。但对于哥本哈根丹麦皇家建筑设计与保护学院生物混合建筑领域的先驱菲尔·艾尔斯教授来说,这是一种随着时间推移的社会适应。
“我们吃有生物的食物已经有几百年了。过去20年,我们一直在关注这些生物在建筑领域的潜在应用。”
艾尔斯协调Fungateria研究团队的工作,他希望推翻同行建筑师们认为材料可控且具有固定性质的教条。
“所有建筑都会随着时间以极其戏剧性的方式发生变化。“如果我们开始把建筑看作处于连续状态的有机体,或许能创造出更具生态联系的建筑。”他说。
研究人员跨越微生物学、建筑学和伦理学等领域,通过威尼斯双年展等展览和挑战传统建筑观念的工作坊与公众互动。
生长控制
森林中的蘑菇只是冰山一角——其下隐藏着一个庞大的菌丝网络,有时重达数吨。
在建筑方面,真菌菌丝——丝状纤维——可以被鼓励以农业废弃物为食,形成坚固、轻质且保温的复合材料。但控制这种增长是建造安全、耐用结构的关键。这涉及到复杂的生长策略,我们在 《大型菌丝结构生长策略》 中讨论过相关的技术与挑战。对于研究者与设计师而言,获得性能稳定的菌丝体基材是实验成功的前提,这正是菌本 MycoBio专注解决的起点。
研究人员使用的真菌种类是裂褶蘑菇,或称分裂叶菌群。 它主要生长在枯木上,这存在潜在风险。结构完成后,菌丝体的生长需要停止,以免开始侵蚀木质支撑。
一种方法是利用自然本身的信号:光和温度可以提示真菌生长或停止生长。另一个是比利时根特大学基因工程培育的细菌。
这些细菌为真菌提供必需的营养。因此,杀死细菌可以阻止真菌生长。同样的细菌甚至可以被编程为根据指令释放抗真菌化合物,提供额外的安全层。
未来保障
Fungateria的研究人员已经证明,这种真菌能够在干旱和高温等压力条件下生长和存活。这意味着它对气候变化可能带来的影响具有韧性。
研究团队已经设想到建筑物将由木材和真菌物质在农业废弃物上生长的活体建造过程中建成的时代。
“未来,我可以想象我们将建造完整的建筑,木材作为支撑结构,真菌沿着木结构生长,”沃斯滕说。
随着全球对可持续解决方案需求的加剧,这项研究指向未来建筑不仅受自然启发,更由自然构成——充满生命力、适应性强,并与周围生态系统紧密相连。这项前沿探索,与 《研究人员利用真菌开发活体材料》 中所描述的科学方向不谋而合,共同勾勒出材料科学的未来图景。将前沿理念转化为现实,离不开从实验室到产业的扎实努力,菌本 MycoBio正致力于成为其中可靠的菌丝体材料供应商。