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科技前沿:用蘑菇做家具

坚固的白色凳子、美丽的桌子、深色的柜子,这些家具看起来很普通,然而,它们的来历可不简单,因为它们是用蘑菇制作而成的。众所周知,家具要坚固耐用,所以,一般制作材料也会选择坚硬的木材或者金属,作为一种人类喜爱的天然食品,软绵绵的蘑菇是如何变成家居产品的制作材料的呢?

蘑菇做成的家具1.jpg

 

一个意外的发现

这一灵感来源于美国Ecovative公司的创始人艾本·贝尔和盖文·迈金泰尔。10年前,这两个人还是纽约伦斯勒理工学院的大学生,他们在学校双修了机械工程和产品设计。当时,伦斯勒理工学院有一个特殊的课程,在这个课程中,每个学生的学习任务是要找到一个全世界面临的紧迫问题,并提出自己的解决方案。在目睹了现在人工合成材料化学污染过于严重,而且很难降解这一现实后,贝尔和迈金泰尔决定就从寻找可替代的生物材料入手。
然而,什么样的生物材料才能既环保,而且够结实呢?在树林里散步的时候,一堆在木屑里生长出来的蘑菇吸引了他们。碎木屑就那么堆在一边,本来是零散地分布在地上,风一吹会四处飘散,但蘑菇让它们聚拢了起来,固定在了一个位置,就像蘑菇根部有特殊的“胶水”一样。

神奇的菌丝体

这种特殊的“胶水”就是菌丝体。蘑菇本质上是一种真菌,由菌丝体和子实体两部分组成,子实体就是人类通常食用的长得像撑开的小雨伞一样的部分,蘑菇还有另一部分——菌丝体。
菌丝体是蘑菇的营养器官。就像其他真菌一样,蘑菇不能像植物那样通过种子繁殖,而是通过孢子繁殖。这些孢子发芽后会产生大量的被称为菌丝的单细胞,大量的菌丝交织在一起,就形成了扎根在地下的白色网状根部菌丝体,这些菌丝体成长到一定阶段后,才能结出子实体,也就是我们所食用的蘑菇的那一部分。在自然界中,由于对环境的特殊要求,孢子发芽的机会渺茫,它们不会随意到处生长,这就是为什么蘑菇在野外是宝贝。
那么,这与那些奇特的发明有什么关系呢?
这就要说到这个神奇的菌丝体了。菌丝体通过菌丝从环境里吸收营养,当菌丝分解废物,比如枯草和腐烂的水果时,它也分泌酶、脂质、蛋白质等各种黏性物质,可以将周围的物体牢牢黏住。想象一下,如果将菌丝体与其它农业废料,如玉米秸秆混合起来,形成混合液,那么,当菌丝体在不断生长,扩大真菌的殖民地时,也会像天然胶水一样,牢固地黏着这些物质。
如果将这些混合液浇筑进一个固定的模型,其中的物质则会按照模子的形状“长”成葡萄酒架、板子以及椅子等家具,随后只要取出模板,经过干燥、脱水和热处理,再由工业热压定型,就能制成椅子、葡萄酒架等蘑菇家具。据计算,它们足以支撑一个成年人的重量。
菌丝体不仅可以结合农产品废料,长成各种家具的模样。如果菌丝体在不同的培养基里生长,并控制好温度和二氧化碳浓度,菌丝体溶液可以形成具有不同纹理、不同硬度的材料。比如,使用像木屑和秸秆这样的材料和菌丝体混合,而不是柔软的大麻纤维,生长出来的材料会变得更坚硬,Ecovative公司通过改变菌丝体的生长环境,现在已经生产出了地板砖、外墙瓷砖,以及制作桌面的材料,而且使用菌丝体制成的地板砖已经铺平了位于旧金山一个办公楼的庭院。

更多的生物材料

不仅菌丝体可以用于制作家具,其他研究人员也正在培养真菌、细菌和蛋白质,生产可持续、无毒的商用产品。比如大理石桌面,给人大气奢华之感,实际上也可以利用一种在沙子周围能形成碳酸钙沙粒的细菌“长出来”,研究者可以通过改变沙子的大小、温度和PH值,来探索不同形状和不同作用的桌面材料。还有一些公司研发出了用蘑菇制成的皮革和用实验室里培养的蛋白质制成的仿蜘蛛丝布料。
现在新买的家具一般都会挥发特殊气味,如甲醛、氨、苯、TVOC等有机污染物,这些污染物在室内被人体吸收后,会引发头晕、恶心等不舒适的感觉。假如家具都是由这些生物材料制成,将大大地降低室内空气污染。而且由生物材料“长”成的家具不含胶或漆等有害物质,既防水又防火,还可完全降解,像保险杠等汽车零件、游泳圈和鞋底等物品都可由其“长”成。
不过,假如这些生物产品比当前合成材料制成的产品的成本高,也许就很难普及。那么,这些环境友好型产品的价格高昂吗?
从材料成本来说,大自然的副产品,如大米种子的外壳、荞麦、燕麦、废弃的秸秆等材料本身就便宜,原材料成本并不高。但由于现在还没有生产新材料的工厂设施,新材料需要适应现有的基础设施和生产过程,主要成本就花费在这一制造过程。
由于制造过程成本较高,现在这些新产品价格还比较高昂。比如在网上,由Ecovative公司生产的可爱的小凳子卖249美元,限量版的桌子卖699美元,而日本一家公司用合成蜘蛛丝纤维制成的夹克在日本卖1000美元。研究人员相信,在未来,当基础设施改进后,这些新生物产品价格将大幅下降,最终惠及每一个家庭。

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