“饕腹何所幸，相酬獨(dú)有詩(shī)。”
這是一千多年前宋人施樞夸贊蘑菇的名句。說(shuō)起蘑菇，人們總會(huì)忍不住第一時(shí)間把它和吃聯(lián)系起來(lái)。雖然一直被大眾當(dāng)作“蔬菜”，但蘑菇并不是植物，而是真菌。
而且，這些平時(shí)被我們當(dāng)作食物的部分并不是蘑菇的全部，在它們生長(zhǎng)的地下（或者腐木中），還有一個(gè)由無(wú)數(shù)細(xì)胞組成的菌絲網(wǎng)絡(luò)，被稱為菌絲體。
菌絲。圖源：inverse.
菌絲是真菌的基本結(jié)構(gòu)單位，一般呈管狀，有固定的細(xì)胞壁，大多無(wú)色透明，直徑在 1~30μm 之間，擔(dān)負(fù)著吸收、輸送和儲(chǔ)存養(yǎng)分的職責(zé)。為了獲取營(yíng)養(yǎng)，真菌在生長(zhǎng)時(shí)會(huì)不斷將菌絲向外側(cè)輻射延伸，深入土壤和腐木的縫隙中，并且不斷產(chǎn)生分枝，最終在地下形成一個(gè)巨大的菌絲網(wǎng)絡(luò)。
菌絲細(xì)胞壁的主要成分包括幾丁質(zhì)、葡聚糖和蛋白質(zhì)。細(xì)胞壁的外層主要是蛋白質(zhì)和葡聚糖，而內(nèi)層則是幾丁質(zhì)以微纖維的形式與其他多糖相互交織在一起形成牢固的骨架。
幾丁質(zhì)的抗拉伸強(qiáng)度堪比碳纖維，并且具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和阻燃性。而葡聚糖就像粘結(jié)劑一樣能幫助菌絲體網(wǎng)絡(luò)與其生長(zhǎng)的基質(zhì)結(jié)合得更加緊密，以便更好地從中吸取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。也正因?yàn)檫@些突出的特性，讓菌絲體逐漸進(jìn)入了材料學(xué)家們的視野。
鑒于菌絲體的結(jié)構(gòu)和特性，一些具有創(chuàng)新精神的科學(xué)家嘗試將其應(yīng)用于新型生物質(zhì)材料的研發(fā)制造，并將其應(yīng)用于各種設(shè)計(jì)領(lǐng)域。
通過(guò)建立適宜的培養(yǎng)條件，蘑菇的菌絲逐漸成長(zhǎng)為單條管狀菌絲，而后通過(guò)人為誘導(dǎo)，使得管狀菌絲通過(guò)相互纏繞聚集成為密集的片狀結(jié)構(gòu)。
由于整個(gè)的形成過(guò)程都是通過(guò)菌絲的自然生長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，無(wú)須化學(xué)合成，所以這種材料也被稱為生物組裝材料。
菌絲體材料制作的鞋。圖源：futurevvorld.
目前，菌絲體材料主要有純菌絲體材料和菌絲體復(fù)合材料兩種類型。純菌絲體材料以平面形態(tài)存在，由純粹的菌絲體自然生長(zhǎng)而成，它的質(zhì)地與動(dòng)物皮革相似，目前已被廣泛應(yīng)用于服裝、鞋帽加工等領(lǐng)域。
近年來(lái)，許多國(guó)際知名的奢侈品牌，都已經(jīng)陸續(xù)推出了用菌絲體皮革制作的產(chǎn)品。相較于飼養(yǎng)家畜生產(chǎn)皮革而言，菌絲體皮革生產(chǎn)的碳排放要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于前者。也正是這個(gè)原因，讓敏銳的奢侈品巨頭們看到了其中隱藏的巨大商機(jī)，畢竟在時(shí)下環(huán)保才是最受關(guān)注和流行的時(shí)尚元素。
隨著研究的不斷深入，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)純菌絲體材料具有可印壓、可染色、可縫合的交互特性，同時(shí)還能夠讓菌絲繼續(xù)在其他面料上生長(zhǎng)，進(jìn)一步形成菌絲體復(fù)合面料。
而且，這種材料由于菌絲相互纏繞并經(jīng)過(guò)壓縮后產(chǎn)生了耐拉扯性，當(dāng)它們通過(guò)甘油處理后還可以進(jìn)一步增強(qiáng)拉伸性，使其達(dá)到類似橡膠的性能。這種利用菌絲體生產(chǎn)的泡沫橡膠具有輕便、透氣、阻燃、防水等諸多優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)被應(yīng)用于嬰幼兒的家居用品，并在北美地區(qū)形成了商業(yè)化的產(chǎn)品。
利用菌絲體制作的包裝泡沫材料。圖源：instituteofmaking.
利用菌絲體制作的皮革材料。圖源：ibookbinding.
此外，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)通過(guò)將純菌絲體皮革材料與天然或合成聚合物混合形成復(fù)合材料，還可以進(jìn)一步提高其耐疲勞性與耐磨性。這樣的材料，輕柔而且耐磨損。
更難能可貴的是，作為純天然制品，它們具有出色的生物親和性，不會(huì)令人體皮膚受到刺激和發(fā)生過(guò)敏反應(yīng)，具有相當(dāng)高的使用安全性，因而被制成面膜、眼膜和化妝粉撲等醫(yī)護(hù)美容用品，具有巨大的市場(chǎng)應(yīng)用潛力。
相較于純菌絲體材料，菌絲體復(fù)合材料主要以立體形態(tài)存在，是蘑菇菌絲與稻谷殼、玉米芯、秸稈、木屑等農(nóng)業(yè)廢料相結(jié)合形成的復(fù)合材料。在與這些廢棄物混合培養(yǎng)的過(guò)程中，菌絲一邊將廢棄物分解獲取其中的營(yíng)養(yǎng)來(lái)供給自身生長(zhǎng)，一邊將廢棄物作為自己生長(zhǎng)的依附與之緊密結(jié)合。
根據(jù)培養(yǎng)時(shí)間的不同，材料的顏色會(huì)呈現(xiàn)從白色到褐色的變化。其顏色差異主要是材料表面菌絲體生長(zhǎng)數(shù)量多少導(dǎo)致的，通常顏色越發(fā)白，說(shuō)明菌絲體生長(zhǎng)越旺盛。這種復(fù)合材料，最大的優(yōu)勢(shì)在于其超強(qiáng)的可塑性，根據(jù)生長(zhǎng)模具的不同，它可以被制作成任意形狀。
而且，這種材料兼具了菌絲和植物纖維、秸稈等底物的特點(diǎn)，具有質(zhì)量輕、抗壓性強(qiáng)、隔熱保溫、隔音降噪、阻燃防水等優(yōu)越的性能。因此，菌絲體復(fù)合材料主要被用于制作成緩沖包裝、建筑磚塊、隔音墻板、燈罩、桌椅以及汽車的內(nèi)部裝潢材料等。
利用菌絲體材料制成的凳子。圖源：scientificamerican.
更重要的是，這種復(fù)合材料具有天然可降解、可循環(huán)利用的環(huán)保效果，而且還能有效的解決農(nóng)業(yè)廢棄物的再利用問(wèn)題。試想，在不久的將來(lái)，要想在月球或者火星建立人類活動(dòng)的基地，我們不需要考慮用宇宙飛船把地球上的建筑材料運(yùn)上太空這樣費(fèi)錢費(fèi)力的辦法，使用蘑菇菌絲和簡(jiǎn)單的基質(zhì)材料就能在太空站中快速高效地生產(chǎn)出我們需要的建筑材料。
在吃這一方面，科學(xué)家已將菌絲體應(yīng)用于替代蛋白質(zhì)食物的研究，在純菌絲體皮革材料的技術(shù)基礎(chǔ)上，新的菌絲體人造肉誕生了。
菌絲體人造培根。圖源：timesunion.
美國(guó)就有公司生產(chǎn)菌絲體人造培根，相比豆類蛋白制作的人造肉，它不僅沒有豆腥味，而且口感更接近真實(shí)的豬肉。此外，它的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值比豬肉更高，不僅易消化吸收，還富含更多的維生素和礦物質(zhì)，因此受到越來(lái)越多素食主義者的青睞。
未來(lái)，在漫長(zhǎng)的星際探索旅行中，我們不需要再像 14 世紀(jì)歐洲大航海時(shí)代的水手們一樣，只為吃上一口肉食就不得不在狹窄閉塞的船艙中忍受難聞的氣味來(lái)養(yǎng)殖畜禽家畜。應(yīng)用菌絲體技術(shù)制作人造肉替代品，將是一個(gè)清潔高效的方法。
此外，即使是在地球上，這個(gè)技術(shù)也依然具有巨大前景。相比傳統(tǒng)的畜禽養(yǎng)殖，運(yùn)用菌絲體技術(shù)制作等量人造肉產(chǎn)生的碳排放，僅為前者的幾十分之一，而且可以極大減少對(duì)土地和水資源的使用。在環(huán)境和氣候問(wèn)題日益顯著的今天，這一技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)于人類的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
無(wú)論是菌絲體皮革、人造肉還是建筑材料，其生產(chǎn)的過(guò)程都可以實(shí)現(xiàn)高度可控，既可以規(guī)模化生產(chǎn)統(tǒng)一規(guī)格產(chǎn)品，也可以調(diào)整成品的厚度、重量、手感等形成差異化的定制。這也是這項(xiàng)技術(shù)自發(fā)明以來(lái)短短二十年時(shí)間里就蓬勃發(fā)展的一個(gè)重要原因。
此外，由于不同蘑菇的菌絲體細(xì)胞中幾丁質(zhì)、葡聚糖等主要成分的差異，使得科學(xué)家在菌絲體材料的制作中可以根據(jù)不同需要來(lái)選取不同種類的蘑菇作為培養(yǎng)對(duì)象。
例如，用平菇這類食用菌的菌絲生產(chǎn)人造肉可以有效規(guī)避食品安全風(fēng)險(xiǎn)；利用靈芝、層孔菌這些木質(zhì)化程度高的蘑菇來(lái)生產(chǎn)橡膠材料和建筑材料，可以顯著提高其強(qiáng)度和韌性等。
圖源：publichealth.
自然界中，已知的被我們稱為蘑菇的大型真菌超過(guò)兩萬(wàn)余種，這些豐富的菌種資源，為菌絲體材料的生產(chǎn)和應(yīng)用提供了近乎無(wú)限的可能性。
相信很快，各類菌絲體材料制品將會(huì)進(jìn)入千家萬(wàn)戶，讓我們的生活變得更加豐富多彩。無(wú)論在哪個(gè)時(shí)代，總有許多意想不到的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，創(chuàng)造了我們?nèi)祟惖墓饷魑磥?lái)。（來(lái)源：科普中國(guó)）
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