蘑菇拯救世界,菌丝体的可持续潜力

菌丝体可以通过调节温度、二氧化碳暴露、湿度和气流来生长成特定的形式。菌丝体包装有弹性、绝缘、安全、透气和防水的特点,它可以在没有任何工业条件的情况下进行生物降解。总部位于英国的Magical Mushroom Company公司就是一个利用真菌进行包装的组织,其创始人兼熟悉执行官Paul Gilligan在一次访谈中说到:“当菌丝体处于固态时,我们的包装可能会在合适的环境中保存25年。但是,一旦你开始分解它,并将其暴露在土壤的酶中,降解就会开始,我们有延时视频证明它需要大约45-50天。它也向地球添加了硝酸盐。”
相比之下,分解一块塑料则需要450年。菌丝体要比塑料少消耗90%的能源,产生的二氧化碳当量少90%。
最近,人们也学会了在受控条件下大规模地培养它们。在一些新材料研发企业,正在扩大使用蘑菇的可能性,重点关注菌丝体网络以创造耐用、可持续的生物材料。
液态发酵法(LSF)可培育出纯菌丝体材料。其特点为生长速度较快、成品厚度较均匀但较薄,易与营养液分离,易受到污染,并仅限于生产类纸膜状及类皮革状材料。此类材料可压印、染色及缝合。相较于传统的纸浆材料,菌丝体材料在抗拉强度、耐火性等方面具有优势。
固态发酵法(SSF)可培育纯菌丝体材料和菌丝体复合材料。前者在外观上有明显生长斑纹,颜色大多呈现分布不均的褐色、黄色等,待水分蒸发后,表面呈现类似树皮或皮革的纹理。甘油可增强其拉伸性,从而达到皮革和橡胶的材质性能。SSF培育的纯菌丝体材料生长速度较快、成品较厚、资金成本较低、污染风险较低、对于技术设施的需求较低,然而根据不同区块菌丝体对营养底物的吸收情况不同,厚度难以均匀,且不易与底物分离。制成品形态为类皮革状、泡沫状类,可印压、染色、缝合、与其余面料结合生长。该方法主要生产动物皮革、合成泡沫、绝缘材料、纺织品和高性能纸样材料等产品的替代品。
SSF培育菌丝体符合材料的方法是将菌丝体接种到营养底物上,并对其降解转化并吸收,底物为菌丝提供营养物质使其生长。菌丝相互交融形成密集的网络直至完全渗透并包裹整个营养底物。营养底物一般为木屑、稻谷壳、玉米芯、废纸浆、亚麻等,除此以外也可以加入废弃塑料或废弃植物纤维等,最终菌丝体复合材料的形状与放置营养底物的模具形状一致。营养底物的种类、比例、模具等因素均会对生长过程产生影响,调节上述因素可控制材料性能和形态。使用此方法培育的菌丝体材料生长速度快、可自主塑形,制成品形态为复合砖块状,表面有颗粒感,质地坚硬,颜色为白色或黄褐色。此材料具有可塑性、可冷压缩、热压缩、可与其余材料结合生长等特性,多应用于缓冲包装、建筑家具等。
国内对菌丝体的理论研究大多数仍然停留在食品、医药与农业方面的研究,将其视作新型可降解生物材料来研究的相关文献在近年才逐渐涌现,目前大多数研究成果也主要集中在对菌丝体复合材料性能的研究上。一些学者对菌丝体复合材料的保温性能进行了研究,发现菌丝体复合材料具有良好的建筑保温性能,可应用于建筑设计领域;一些学者利用实验探究了菌丝体复合材料缓冲包装的制作过程与性能研究,发现菌丝体复合材料具有良好的静态缓冲作用,可替代传统聚苯乙烯泡沫包装(EPS),且相较于EPS,菌丝体复合材料制成的缓冲包装只需要6-9个月便可以被天然降解,在耗能和环保方面更具有优势;还有一些学者对菌丝体复合材料进行了吸声的实验,结果显示该材料对中高频的吸声系数很高,具有良好的降噪性能。

Arup与意大利生物设计公司Mogu合作开发了Foresta菌丝体吸音板,为室内声音的舒适度提供了一个真正可持续的方案。
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在生产的过程中,会先在模具中放入废纸,使其在受控的温度和湿度条件下生长。两周后,废纸会被消耗掉,只留下菌丝体的基部。最终材料将从模具中被取出来并干燥,去除多余的部分,压成扁平物质,从而用于灯罩。

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该公司称,与动物皮革相比,生产这种材料排放的温室气体更少,同时消耗的水和自然资源也更少。并且,与合成皮革替代品不同,Mylo不使用任何石油基塑料。

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2023年7月24日