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保的材質。那么，真菌能成為紡織材料的另一未來嗎？

美國的大學表率讓人看到了希望

美國特拉華州兩所大學的學生為全國可持續性設計展創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的碩士生吉利安·西爾弗曼（Jillian Silverman）與其他學生一起創造這種生物復合材料，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，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研發產品和它的研發過程。展品是一雙新型的鞋，它立刻獲得美國聯邦環保局（EPA）“人、繁榮與地球”項目的1.5萬美元獎勵，該機構并承諾向他們的項目提供支持。之所以這樣的研發深受歡迎，其原因是美國時裝業材料資源浪費嚴重，而要改變消費習慣卻很難。人人都在想如何解決可持續性的問題。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，但當相關的年輕研發者西爾弗曼開始攻讀碩士學位時，他就一直不停琢磨這個問題，絞盡腦汁想方設法創新蘑菇菌絲的用法。時尚與服裝研究專業教授和“美國華盛頓特區科學與工程”項目負責人在早期的研究項目向他們提供了經驗，即用各種復合材料制造可持續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絡。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鞋底用。樣品生長的營養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，或將其粉碎作為生長介質以使羽毛更加蓬松。由此他們發現雞毛和紡織廢品可為菌絲提供營養，也是菌絲生長的輔助材料。它們就像一種膠質體形成矩陣，為菌絲體自然創造了網結構。

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性研究項目的做法類似。該項目每年要回收數百萬磅捐贈衣物，且無法將其轉售。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。

然后他們設計出用廢棄紡織品制作的鞋面，這些廢料來自服裝設計學生在創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成。

事實上，這種產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”的地方繼續研發只因這里距離美國最大的肉雞生產基地僅一步之遙，這樣，他們將輕易獲得天然的雞毛和菌絲材料。在過去，養雞基地的雞毛只能填埋，而現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有回收中心。到目前為止，制鞋使用的羽毛也是從涉及農業廢料的項目獲得。

特拉華大學的這項研究結合了當地的可持續發展戰略和利用生物基再生資源的方法，解決了服裝和鞋類行業有關的環境問題，受到美國環保署高度嘉獎。此后，美國大學掀起一股風，向“人民，繁榮與地球”項目團隊看齊，他們極力用課堂學到的東西創新有價值的生產工藝。

蘑菇與皮革合成的可降解產品

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，二者沒有聯系。可正是這一項目改變了人們的觀念。

這要從設計家莫里齊奧·蒙塔蒂在荷蘭埃因霍芬設計學院求學時提出的問題開始。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。不久，他將這種方法應用于材料。

隨之，他意識到，真菌在回收方面對自然界意義重大。其實早在學生時代，他就對不依賴于某些不可再生資源生產的新方法感興趣。但發現真菌的應用潛力卻需要生物學背景知識，于是他便與荷蘭烏德勒支大學漢·沃斯頓教授建立了聯系。此后的幾年里，他們研發出在監控環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性替代材料。蒙塔蒂在荷蘭埃因霍芬設計學院學習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。該展覽名為“真菌未來”，展出產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，從而發現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，醫學上稱作菌絲，像植物神經網，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。當科學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）植物網狀，并在受控環境中進行培育，利用模具成型，使其做成特定的物品。此時才發現，真菌絲只要經合理加工，其強度并不亞于我們今天使用的紡織纖維。據該生物博物館介紹，菌絲可分解有機物及殺蟲劑，可過濾水中的有毒物質，是生態系統的重要組成部分。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（和其他農業廢棄物），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，培養菌絲長成特定的形狀。

從一個角度看，他們遠非設計師而是指導真菌如何造福人類的專家。他們在試驗中經常使用蠔菇，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，其主導的工作坊首次用菌絲研發出產品。拜爾是美國紐約奧爾巴尼生物制品公司的聯合創始人兼總裁，該公司利用菌絲研發生產可持續包裝材料及建材。他們曾與戴爾公司合作并與知名辦公家具生產商Gunlocke保持長期往來。大學期間，為找到建材中有毒粘合劑的替代品，拜爾以學校項目為名，開始研究菌絲。在2006年，他與商業合作伙伴加文·麥金太爾一起申請專利，最終用真菌研發的產品在市場上推廣。那時，他們早已向數十名設計師和畫家介紹過真菌以及它作為可持續物質，甚至還向消費者推銷可在家使用的GIY（自己動手）套裝。

拜爾發現，全世界約有三四十個風格各異的設計師與畫家都在使用真菌材料創作。這實在是令人振奮啊！畢竟真菌環保可再生，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，用其生產的物品使用壽命不長，這也是他倆在生產過程中著力解決的問題。比如，蒙塔蒂自2012年研發的碗碟、花瓶等早期作品。這些初創產品仍然保存在工作室，完好無缺，光彩依舊。

現階段，真菌菌絲產品仍然局限于實驗室。目前生產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品會很快腐爛，除非達到降解條件，比如濕度或溫度發生改變，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，這才是關鍵。現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降解的濕度和溫度。除家用產品外，他們還致力于運用自己研發的體系生產面板、天花板、地板等建材。

他們的目標是，20年內，消費者可買到用真菌生產的任何物品。經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。

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