在气候变化和塑料污染促使各行各业重新思考传统材料的时代,一个意想不到的“英雄”正从我们脚下悄然崛起——真菌。尤其是真菌的菌丝体——形成其根系的网络结构,正被证明是最具多功能性、可生物降解且环境影响极低的可用资源之一。如今,全球的科学家、建筑师和创业者们纷纷将目光投向这一有机体,希望以此解决建筑和包装这两个污染最严重的行业所带来的问题。
David Deegan
2025年5月21日
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根据世界经济论坛和联合国环境规划署的数据,全球建筑业排放的二氧化碳约占全球总排放量的39%,其中很大一部分源于水泥及其他高能耗化合物的生产,这些材料中有许多是一次性使用的。
真菌既非植物也非动物,而是一类包含酵母菌、霉菌以及我们更熟悉的蘑菇的生物群体。真菌那种丝状的根系结构,被称为菌丝体,是分解死亡的动植物遗骸、将养分重新带入食物链的关键。多个机构已发现在建筑业应用菌丝体的方法。与传统材料不同,基于菌丝体的建筑材料无需高温窑炉、合成添加剂或化石燃料,而是通过生长形成;此外,当不再需要时,它们还能被生物降解。
要制造菌丝体砖,先将农业废料(如锯末或稻草)接种真菌孢子,然后于砖模中压制成型。随着菌丝体的生长,它将锯末紧密地结合成一种密实、海绵状的实体。经过几天的孵育后,将该材料烘烤,以终止真菌生长并使结构固化。最终得到的砖块既轻便又可完全堆肥降解。
2024年5月,非裔美籍人合伙企业MycoHab在纳米比亚建成了首座采用菌丝体砖建造的房屋(Mycohouse)。总部位于约翰内斯堡的标准银行集团(Standard Bank Group,SBG)、麻省理工学院比特与原子中心(MIT Center for Bits and Atoms)、麻省理工非标记定量研究小组(MIT Label Free Research Group)以及总部位于俄亥俄州克利夫兰的建筑事务所Redhouse Studios共同发起了MycoHab项目。
该项目由一支由建筑师和当地真菌学家组成的团队牵头开展,不仅利用真菌建造住宅,还重新利用了该国的入侵性灌木种,这些灌木威胁着生物多样性和农业。这些灌木粉碎后被用作真菌种植的基底。收获后,剩余的菌丝体被压制成建筑用的砖块,用于建造经济适用房。
与此同时,在俄亥俄州克利夫兰,建筑事务所 Redhouse Studio 正在利用菌丝体将原本会被送往垃圾填埋场的废弃物转化为耐用的建筑板材。公司创始人Christopher Maurer表示,这种材料不仅能够固碳,还可以就地生长,从而避免了长途运输所带来的碳排放。
在捷克共和国,MYMO协会成员、建筑师Tomasz Kloza设计了Samorost住宅。该项目由奥地利Erste 银行集团提供资金支持。房屋设计借鉴自然形态,采用了菌丝体及其他材料,尤其是木材。承重的木质骨架内填充了菌丝复合材料保温层,该材料也被用作室内墙面装饰。
早在2020年,加利福尼亚硅谷的NASA艾姆斯研究中心就报告了他们的菌丝体建筑项目,该项目正在开发能够“培育”基于菌丝体的月球、火星及更远空间栖息地的技术原型2024年6月,他们获得了200万美元的资金支持,以推进研究,并计划在未来两年内进行演示。
除了建筑领域,菌丝体还被用于应对另一项紧迫的问题:一次性包装。聚苯乙烯泡沫塑料,俗称“泡沫塑料”,长期以来被用于运输易碎物品,但其对环境的影响十分严重。它需要长达500年才能分解,焚烧时还会释放有毒化学物质。
菌丝体包装具备泡沫塑料的所有缓冲性能,却没有生态代价。总部位于纽约的生物材料公司Ecovative Design开发了由菌丝体培育成型的包装材料。他们的工艺使生长过程只需5至7天,最终产品能在45天内于土壤中分解。宜家(IKEA)和戴尔(Dell)等知名品牌已开始使用Ecovative的材料进行包装和运输。
随着研究的进展,菌丝体的潜在用途正在朝着令人惊喜的方向不断拓展。根据欧洲专利局的资料,Ecovative正将其产品线扩展到建筑保温材料、环保家具、夹克保温层以及鞋类的弹性泡沫材料;而AgFunderNews报道了他们成功进军由菌丝体薄片制造人造皮革的领域。
西英格兰大学目前正在研发他们所称的全球首个“智能真菌建筑”。在欧盟提供的250万英镑资金支持下,科学家们正在开发融入活菌丝体的墙体,这些墙体能够检测污染物、光照强度,甚至通过调节湿度或气流来响应人的存在。实质上,建筑物有望成为鲜活的、呼吸的生命体。
在英属哥伦比亚大学,一支学术团队也正将微生物学与建筑学相结合,利用平菇和其他食用真菌打造活性建筑材料。他们表示,他们对工程活体材料的研究有望取替传统保温材料,在气候变暖的情况下调节室内温度,甚至帮助过滤空气污染物,如野火产生的烟雾。
尽管有这些创新,挑战依然存在。其中最主要的是规模化生产的问题。虽然在实验室或小型设施中培育菌丝体相对简单,但要实现工业规模生产,则需要稳定的环境控制、完善的基础设施以及充足的时间。与合成材料相比,真菌较慢的生长周期可能成为物流上的瓶颈。
此外,相关法规体系仍在完善中。由于菌丝体产品在经过热处理之前都是活体生物,不同国家的安全认证标准各异,导致其在国际上的推广进程缓慢。以及认知问题:部分消费者和建筑商对由真菌制成的材料持怀疑态度,认为其易碎或易腐烂。根据2025年3月至4月刊《Science Direct》的报道,关于菌丝体材料长期性能的研究仍然稀缺,而这些研究对于在建筑领域推广其应用至关重要。