真菌，紡織材料的另一未來

文/熊春花 向伽誼

大自然中的真菌隨處可見，易于獲得，最主要的是它可再生，能取代像塑料這種不環(huán)保的材質(zhì)。那么，真菌能成為紡織材料的另一未來嗎？

美國的大學(xué)表率讓人看到了希望

美國特拉華州兩所大學(xué)的學(xué)生為全國可持續(xù)性設(shè)計展創(chuàng)造出一種時髦的鞋子，這種鞋子可生物降解，由蘑菇、雞毛和紡織廢料混合，利用真菌發(fā)酵制成。研究人員希望用這種混合生物材料來解決時尚界的資源浪費問題。時尚與服裝研究專業(yè)的碩士生吉利安·西爾弗曼（Jillian Silverman）與其他學(xué)生一起創(chuàng)造這種生物復(fù)合材料，而它的鞋底原型完全是用真菌制造而成，這種材料可再生且可持續(xù)，并可從普通地方輕易采購。

2018年4月7日，美國舉辦的世博會上展出了相關(guān)研發(fā)產(chǎn)品和它的研發(fā)過程。展品是一雙新型的鞋，它立刻獲得美國聯(lián)邦環(huán)保局（EPA）“人、繁榮與地球”項目的1.5萬美元獎勵，該機構(gòu)并承諾向他們的項目提供支持。之所以這樣的研發(fā)深受歡迎，其原因是美國時裝業(yè)材料資源浪費嚴重，而要改變消費習(xí)慣卻很難。人人都在想如何解決可持續(xù)性的問題。有了這種鞋，事情就簡單了，穿戴者若對它感到厭倦或鞋子已磨損，就把它處理到混合堆肥里而不是扔到垃圾填埋場。

該項目始于2015年，時尚與服裝研究助理教授凱利·科布（Kelly Cobb）與同僚對此進行了合作研究。那時他們正在尋找用蘑菇菌絲制作面料的方法，蘑菇菌絲與食用的蘑菇一樣，有一種互鎖的根系。這使其纖維相互纏繞。最初的探索并不成功，但當(dāng)相關(guān)的年輕研發(fā)者西爾弗曼開始攻讀碩士學(xué)位時，他就一直不停琢磨這個問題，絞盡腦汁想方設(shè)法創(chuàng)新蘑菇菌絲的用法。時尚與服裝研究專業(yè)教授和“美國華盛頓特區(qū)科學(xué)與工程”項目負責(zé)人在早期的研究項目向他們提供了經(jīng)驗，即用各種復(fù)合材料制造可持續(xù)性鞋類可使其強度提高，纖維更堅韌。

研究人員嘗試種植不同種類的蘑菇，并使用不同的材料，這些材料稱為鞋幫用材或“基底”，其中菌絲體形成其根系網(wǎng)絡(luò)。他們“種”了許多這類樣品，將其收獲然后曬干并測試其是否能當(dāng)鞋底用。樣品生長的營養(yǎng)成分包括雞毛和最常用作包裝材料的紡織廢品。該團隊對廢棄的天然纖維材料進行了試驗，或?qū)⑵浞鬯樽鳛樯L介質(zhì)以使羽毛更加蓬松。由此他們發(fā)現(xiàn)雞毛和紡織廢品可為菌絲提供營養(yǎng)，也是菌絲生長的輔助材料。它們就像一種膠質(zhì)體形成矩陣，為菌絲體自然創(chuàng)造了網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

使用紡織廢料的做法與時尚服裝研究部門所進行的另一項可持續(xù)性研究項目的做法類似。該項目每年要回收數(shù)百萬磅捐贈衣物，且無法將其轉(zhuǎn)售。由此他們有了合作的契機，回報也僅僅是幫助非營利組織想出利用這些衣物的方法。

他們與對方一拍即合，對研究團隊培育的菌絲體樣品進行了測試并分析最佳種類和組成，研究人員就開始開展原型鞋的制作。菌絲生長在一個鞋底形狀的軟模具中，然后待其生長成型，他們將其切割成形狀，并且該團隊選擇了一種純素“皮革”覆蓋鞋底來使其更加耐用，這種形狀可最大限度地杜絕資源浪費。

然后他們設(shè)計出用廢棄紡織品制作的鞋面，這些廢料來自服裝設(shè)計學(xué)生在創(chuàng)制服裝過程中使用的平紋細布織物。他們使用一種叫作“縮褶”的縫紉技術(shù)來緊縮織物并增加其厚度，固定其形狀，之后又用植物染料和100%的棉線加以縫合。所有原材料都是百分百可生物降解材料構(gòu)成。

事實上，這種產(chǎn)品要走向市場還任重道遠，但他們十分樂觀。之后，他們把研發(fā)團隊遷往美國賓夕法尼亞州，在一個被稱為“世界蘑菇之都”的地方繼續(xù)研發(fā)只因這里距離美國最大的肉雞生產(chǎn)基地僅一步之遙，這樣，他們將輕易獲得天然的雞毛和菌絲材料。在過去，養(yǎng)雞基地的雞毛只能填埋，而現(xiàn)在他們卻可以賣錢了。研究人員與菲利普斯蘑菇廠以及在特拉華州紐卡斯爾設(shè)有回收中心。到目前為止，制鞋使用的羽毛也是從涉及農(nóng)業(yè)廢料的項目獲得。

特拉華大學(xué)的這項研究結(jié)合了當(dāng)?shù)氐目沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和利用生物基再生資源的方法，解決了服裝和鞋類行業(yè)有關(guān)的環(huán)境問題，受到美國環(huán)保署高度嘉獎。此后，美國大學(xué)掀起一股風(fēng)，向“人民，繁榮與地球”項目團隊看齊，他們極力用課堂學(xué)到的東西創(chuàng)新有價值的生產(chǎn)工藝。

蘑菇與皮革合成的可降解產(chǎn)品

除美國外，荷蘭研究人員也找到了利用真菌制作拖鞋和其他家用物品的方法。荷蘭科學(xué)家用真菌，尤其用蠔菇制作了椅子、燈罩、拖鞋等日用品。世界上大多數(shù)人都認為，這不可思議，因拖鞋和真菌是兩個不同的概念，二者沒有聯(lián)系?？烧沁@一項目改變了人們的觀念。

這要從設(shè)計家莫里齊奧·蒙塔蒂在荷蘭埃因霍芬設(shè)計學(xué)院求學(xué)時提出的問題開始。早在2010年，他就撰寫論文并指出，能找到安葬人類尸骨的新方法。于是，他開始研究人類尸體的分解原理，并引入真菌作為降解催化劑觀察試驗反應(yīng)。不久，他將這種方法應(yīng)用于材料。

隨之，他意識到，真菌在回收方面對自然界意義重大。其實早在學(xué)生時代，他就對不依賴于某些不可再生資源生產(chǎn)的新方法感興趣。但發(fā)現(xiàn)真菌的應(yīng)用潛力卻需要生物學(xué)背景知識，于是他便與荷蘭烏德勒支大學(xué)漢·沃斯頓教授建立了聯(lián)系。此后的幾年里，他們研發(fā)出在監(jiān)控環(huán)境中種植真菌的方法，為塑料、橡膠、木材、皮革等材料找到了可持續(xù)性替代材料。蒙塔蒂在荷蘭埃因霍芬設(shè)計學(xué)院學(xué)習(xí)時就開始思考如何用真菌制作紡織材料。2018年2月，他向公眾展示了研究成果，由此他的成果被列入阿姆斯特丹微生物博物館（Micropia），這是世界上唯一的一家致力于微生物的博物館，并獲得永久展出權(quán)。該展覽名為“真菌未來”，展出產(chǎn)品包括用真菌制作的花瓶、椅子、燈罩、拖鞋等系列日用品。參觀者可挑選任何物品觀賞把玩，從而發(fā)現(xiàn)這些東西既堅固又輕巧。許多人對真菌仍有誤解，蒙塔蒂此舉就是希望人們對真菌作為可再生物產(chǎn)生更好的理解。這也是他們在此次展覽中想要解決的科普知識問題。在過去，人類真的脫離了真菌的困擾，將真菌拒之門外。這是20世紀興起的清潔熱潮所致，人們認為自己需要處于無菌環(huán)境中并認為真菌有毒有害。雖然這給人類健康帶來巨大好處，但卻沒能認識到真菌的好處。

其實，真菌呈長形，醫(yī)學(xué)上稱作菌絲，像植物神經(jīng)網(wǎng)，肉眼看不見。實際上，真菌對人類大有益處，只是人類對真菌的認識還不完全。當(dāng)科學(xué)家找到方法獲取真菌的菌絲體時，即肉眼看不見的長枝狀菌絲（菌絲）植物網(wǎng)狀，并在受控環(huán)境中進行培育，利用模具成型，使其做成特定的物品。此時才發(fā)現(xiàn)，真菌絲只要經(jīng)合理加工，其強度并不亞于我們今天使用的紡織纖維。據(jù)該生物博物館介紹，菌絲可分解有機物及殺蟲劑，可過濾水中的有毒物質(zhì)，是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。無獨有偶，世界上最大的單一生物有機體是美國俄勒岡州東部藍山的“大型真菌群”，其覆蓋面積達4平方英里。

“我們可以從實驗室真菌中提取純菌絲，并用它降解秸稈、木屑（和其他農(nóng)業(yè)廢棄物），菌絲的功能與合成塑料聚合物聚氯乙烯相似。而另一種菌株具有聚氯乙烯的特點，用于制造塑料袋。同時，菌絲將基底秸稈和碎木屑粘在一起。研究人員獲得足夠菌絲后，他們立即將其放入塑料模具中，做好保濕，培養(yǎng)菌絲長成特定的形狀。

從一個角度看，他們遠非設(shè)計師而是指導(dǎo)真菌如何造福人類的專家。他們在試驗中經(jīng)常使用蠔菇，因為蠔菇最適合真菌生長。這種菇可在超市里看到。蠔菇不僅能在枯萎的植物上生長繁殖，也屬于無毒菇類，只是與大部分蘑菇不同。

模具尺寸大小不一，真菌生長并填滿模具的時間也不一樣，但通常需要幾周。真菌一旦長成形狀，就固定在模盒中。待真菌生長成型，他們就利用高溫殺死真菌，真菌用材便形成。

此后，蒙塔蒂走訪了美國同行埃本·拜爾，其主導(dǎo)的工作坊首次用菌絲研發(fā)出產(chǎn)品。拜爾是美國紐約奧爾巴尼生物制品公司的聯(lián)合創(chuàng)始人兼總裁，該公司利用菌絲研發(fā)生產(chǎn)可持續(xù)包裝材料及建材。他們曾與戴爾公司合作并與知名辦公家具生產(chǎn)商Gunlocke保持長期往來。大學(xué)期間，為找到建材中有毒粘合劑的替代品，拜爾以學(xué)校項目為名，開始研究菌絲。在2006年，他與商業(yè)合作伙伴加文·麥金太爾一起申請專利，最終用真菌研發(fā)的產(chǎn)品在市場上推廣。那時，他們早已向數(shù)十名設(shè)計師和畫家介紹過真菌以及它作為可持續(xù)物質(zhì)，甚至還向消費者推銷可在家使用的GIY（自己動手）套裝。

拜爾發(fā)現(xiàn)，全世界約有三四十個風(fēng)格各異的設(shè)計師與畫家都在使用真菌材料創(chuàng)作。這實在是令人振奮??！畢竟真菌環(huán)?？稍偕?，能為世界帶來更美好的未來。兩人最近討論得比較激烈的是真菌的生命周期。由于真菌的天然特性，用其生產(chǎn)的物品使用壽命不長，這也是他倆在生產(chǎn)過程中著力解決的問題。比如，蒙塔蒂自2012年研發(fā)的碗碟、花瓶等早期作品。這些初創(chuàng)產(chǎn)品仍然保存在工作室，完好無缺，光彩依舊。

現(xiàn)階段，真菌菌絲產(chǎn)品仍然局限于實驗室。目前生產(chǎn)的所有物品都是純天然的，可分解的，但這并不是說這些物品和藝術(shù)品會很快腐爛，除非達到降解條件，比如濕度或溫度發(fā)生改變，那么就極易腐爛。他們真正需要努力改變的是材料的機械性，這才是關(guān)鍵。現(xiàn)今二人正嘗試使用真菌菌絲制作適用的各種涂層并測試誘發(fā)降解的濕度和溫度。除家用產(chǎn)品外，他們還致力于運用自己研發(fā)的體系生產(chǎn)面板、天花板、地板等建材。

他們的目標是，20年內(nèi)，消費者可買到用真菌生產(chǎn)的任何物品。經(jīng)長期致力于真菌的研究，他們認為，真菌材料能取代塑料、石頭、磚塊。顧客若要將其重新塑形，很簡單，只需把這些物品分成小塊，在模具中加入真菌發(fā)酵。過一段時間，全新的物品就定型了，可立即出售。

由于真菌菌絲具有紡織纖維的特性，毫無疑問它一定能成為紡織材料的未來替代品。

(據(jù)美國史密斯圖書館與美國《科學(xué)日報》近期資料https://www.smithsonianmag.com/innovation/fungus-material-future-180962791/https://www.sciencedaily.com/releases/2018/04/180411174157.htm）