真菌，纺织材料的另一未来

文/熊春花 向伽谊

大自然中的真菌随处可见，易于获得，最主要的是它可再生，能取代像塑料这种不环保的材质。那么，真菌能成为纺织材料的另一未来吗？

美国的大学表率让人看到了希望

美国特拉华州两所大学的学生为全国可持续性设计展创造出一种时髦的鞋子，这种鞋子可生物降解，由蘑菇、鸡毛和纺织废料混合，利用真菌发酵制成。研究人员希望用这种混合生物材料来解决时尚界的资源浪费问题。时尚与服装研究专业的硕士生吉利安·西尔弗曼（Jillian Silverman）与其他学生一起创造这种生物复合材料，而它的鞋底原型完全是用真菌制造而成，这种材料可再生且可持续，并可从普通地方轻易采购。

2018年4月7日，美国举办的世博会上展出了相关研发产品和它的研发过程。展品是一双新型的鞋，它立刻获得美国联邦环保局（EPA）“人、繁荣与地球”项目的1.5万美元奖励，该机构并承诺向他们的项目提供支持。之所以这样的研发深受欢迎，其原因是美国时装业材料资源浪费严重，而要改变消费习惯却很难。人人都在想如何解决可持续性的问题。有了这种鞋，事情就简单了，穿戴者若对它感到厌倦或鞋子已磨损，就把它处理到混合堆肥里而不是扔到垃圾填埋场。

该项目始于2015年，时尚与服装研究助理教授凯利·科布（Kelly Cobb）与同僚对此进行了合作研究。那时他们正在寻找用蘑菇菌丝制作面料的方法，蘑菇菌丝与食用的蘑菇一样，有一种互锁的根系。这使其纤维相互缠绕。最初的探索并不成功，但当相关的年轻研发者西尔弗曼开始攻读硕士学位时，他就一直不停琢磨这个问题，绞尽脑汁想方设法创新蘑菇菌丝的用法。时尚与服装研究专业教授和“美国华盛顿特区科学与工程”项目负责人在早期的研究项目向他们提供了经验，即用各种复合材料制造可持续性鞋类可使其强度提高，纤维更坚韧。

研究人员尝试种植不同种类的蘑菇，并使用不同的材料，这些材料称为鞋帮用材或“基底”，其中菌丝体形成其根系网络。他们“种”了许多这类样品，将其收获然后晒干并测试其是否能当鞋底用。样品生长的营养成分包括鸡毛和最常用作包装材料的纺织废品。该团队对废弃的天然纤维材料进行了试验，或将其粉碎作为生长介质以使羽毛更加蓬松。由此他们发现鸡毛和纺织废品可为菌丝提供营养，也是菌丝生长的辅助材料。它们就像一种胶质体形成矩阵，为菌丝体自然创造了网结构。

使用纺织废料的做法与时尚服装研究部门所进行的另一项可持续性研究项目的做法类似。该项目每年要回收数百万磅捐赠衣物，且无法将其转售。由此他们有了合作的契机，回报也仅仅是帮助非营利组织想出利用这些衣物的方法。

他们与对方一拍即合，对研究团队培育的菌丝体样品进行了测试并分析最佳种类和组成，研究人员就开始开展原型鞋的制作。菌丝生长在一个鞋底形状的软模具中，然后待其生长成型，他们将其切割成形状，并且该团队选择了一种纯素“皮革”覆盖鞋底来使其更加耐用，这种形状可最大限度地杜绝资源浪费。

然后他们设计出用废弃纺织品制作的鞋面，这些废料来自服装设计学生在创制服装过程中使用的平纹细布织物。他们使用一种叫作“缩褶”的缝纫技术来紧缩织物并增加其厚度，固定其形状，之后又用植物染料和100%的棉线加以缝合。所有原材料都是百分百可生物降解材料构成。

事实上，这种产品要走向市场还任重道远，但他们十分乐观。之后，他们把研发团队迁往美国宾夕法尼亚州，在一个被称为“世界蘑菇之都”的地方继续研发只因这里距离美国最大的肉鸡生产基地仅一步之遥，这样，他们将轻易获得天然的鸡毛和菌丝材料。在过去，养鸡基地的鸡毛只能填埋，而现在他们却可以卖钱了。研究人员与菲利普斯蘑菇厂以及在特拉华州纽卡斯尔设有回收中心。到目前为止，制鞋使用的羽毛也是从涉及农业废料的项目获得。

特拉华大学的这项研究结合了当地的可持续发展战略和利用生物基再生资源的方法，解决了服装和鞋类行业有关的环境问题，受到美国环保署高度嘉奖。此后，美国大学掀起一股风，向“人民，繁荣与地球”项目团队看齐，他们极力用课堂学到的东西创新有价值的生产工艺。

蘑菇与皮革合成的可降解产品

除美国外，荷兰研究人员也找到了利用真菌制作拖鞋和其他家用物品的方法。荷兰科学家用真菌，尤其用蚝菇制作了椅子、灯罩、拖鞋等日用品。世界上大多数人都认为，这不可思议，因拖鞋和真菌是两个不同的概念，二者没有联系。可正是这一项目改变了人们的观念。

这要从设计家莫里齐奥·蒙塔蒂在荷兰埃因霍芬设计学院求学时提出的问题开始。早在2010年，他就撰写论文并指出，能找到安葬人类尸骨的新方法。于是，他开始研究人类尸体的分解原理，并引入真菌作为降解催化剂观察试验反应。不久，他将这种方法应用于材料。

随之，他意识到，真菌在回收方面对自然界意义重大。其实早在学生时代，他就对不依赖于某些不可再生资源生产的新方法感兴趣。但发现真菌的应用潜力却需要生物学背景知识，于是他便与荷兰乌德勒支大学汉·沃斯顿教授建立了联系。此后的几年里，他们研发出在监控环境中种植真菌的方法，为塑料、橡胶、木材、皮革等材料找到了可持续性替代材料。蒙塔蒂在荷兰埃因霍芬设计学院学习时就开始思考如何用真菌制作纺织材料。2018年2月，他向公众展示了研究成果，由此他的成果被列入阿姆斯特丹微生物博物馆（Micropia），这是世界上唯一的一家致力于微生物的博物馆，并获得永久展出权。该展览名为“真菌未来”，展出产品包括用真菌制作的花瓶、椅子、灯罩、拖鞋等系列日用品。参观者可挑选任何物品观赏把玩，从而发现这些东西既坚固又轻巧。许多人对真菌仍有误解，蒙塔蒂此举就是希望人们对真菌作为可再生物产生更好的理解。这也是他们在此次展览中想要解决的科普知识问题。在过去，人类真的脱离了真菌的困扰，将真菌拒之门外。这是20世纪兴起的清洁热潮所致，人们认为自己需要处于无菌环境中并认为真菌有毒有害。虽然这给人类健康带来巨大好处，但却没能认识到真菌的好处。

其实，真菌呈长形，医学上称作菌丝，像植物神经网，肉眼看不见。实际上，真菌对人类大有益处，只是人类对真菌的认识还不完全。当科学家找到方法获取真菌的菌丝体时，即肉眼看不见的长枝状菌丝（菌丝）植物网状，并在受控环境中进行培育，利用模具成型，使其做成特定的物品。此时才发现，真菌丝只要经合理加工，其强度并不亚于我们今天使用的纺织纤维。据该生物博物馆介绍，菌丝可分解有机物及杀虫剂，可过滤水中的有毒物质，是生态系统的重要组成部分。无独有偶，世界上最大的单一生物有机体是美国俄勒冈州东部蓝山的“大型真菌群”，其覆盖面积达4平方英里。

“我们可以从实验室真菌中提取纯菌丝，并用它降解秸秆、木屑（和其他农业废弃物），菌丝的功能与合成塑料聚合物聚氯乙烯相似。而另一种菌株具有聚氯乙烯的特点，用于制造塑料袋。同时，菌丝将基底秸秆和碎木屑粘在一起。研究人员获得足够菌丝后，他们立即将其放入塑料模具中，做好保湿，培养菌丝长成特定的形状。

从一个角度看，他们远非设计师而是指导真菌如何造福人类的专家。他们在试验中经常使用蚝菇，因为蚝菇最适合真菌生长。这种菇可在超市里看到。蚝菇不仅能在枯萎的植物上生长繁殖，也属于无毒菇类，只是与大部分蘑菇不同。

模具尺寸大小不一，真菌生长并填满模具的时间也不一样，但通常需要几周。真菌一旦长成形状，就固定在模盒中。待真菌生长成型，他们就利用高温杀死真菌，真菌用材便形成。

此后，蒙塔蒂走访了美国同行埃本·拜尔，其主导的工作坊首次用菌丝研发出产品。拜尔是美国纽约奥尔巴尼生物制品公司的联合创始人兼总裁，该公司利用菌丝研发生产可持续包装材料及建材。他们曾与戴尔公司合作并与知名办公家具生产商Gunlocke保持长期往来。大学期间，为找到建材中有毒粘合剂的替代品，拜尔以学校项目为名，开始研究菌丝。在2006年，他与商业合作伙伴加文·麦金太尔一起申请专利，最终用真菌研发的产品在市场上推广。那时，他们早已向数十名设计师和画家介绍过真菌以及它作为可持续物质，甚至还向消费者推销可在家使用的GIY（自己动手）套装。

拜尔发现，全世界约有三四十个风格各异的设计师与画家都在使用真菌材料创作。这实在是令人振奋啊！毕竟真菌环保可再生，能为世界带来更美好的未来。两人最近讨论得比较激烈的是真菌的生命周期。由于真菌的天然特性，用其生产的物品使用寿命不长，这也是他俩在生产过程中着力解决的问题。比如，蒙塔蒂自2012年研发的碗碟、花瓶等早期作品。这些初创产品仍然保存在工作室，完好无缺，光彩依旧。

现阶段，真菌菌丝产品仍然局限于实验室。目前生产的所有物品都是纯天然的，可分解的，但这并不是说这些物品和艺术品会很快腐烂，除非达到降解条件，比如湿度或温度发生改变，那么就极易腐烂。他们真正需要努力改变的是材料的机械性，这才是关键。现今二人正尝试使用真菌菌丝制作适用的各种涂层并测试诱发降解的湿度和温度。除家用产品外，他们还致力于运用自己研发的体系生产面板、天花板、地板等建材。

他们的目标是，20年内，消费者可买到用真菌生产的任何物品。经长期致力于真菌的研究，他们认为，真菌材料能取代塑料、石头、砖块。顾客若要将其重新塑形，很简单，只需把这些物品分成小块，在模具中加入真菌发酵。过一段时间，全新的物品就定型了，可立即出售。

由于真菌菌丝具有纺织纤维的特性，毫无疑问它一定能成为纺织材料的未来替代品。

(据美国史密斯图书馆与美国《科学日报》近期资料https://www.smithsonianmag.com/innovation/fungus-material-future-180962791/https://www.sciencedaily.com/releases/2018/04/180411174157.htm）