用菌絲搞“建造”

采蘑菇前，我們常會輕拍蘑菇頭，幫它釋放孢子以進行下一輪繁殖；拔起蘑菇后，會看到連接土壤的絲狀物質(zhì)，像網(wǎng)一樣緊緊包裹著土壤，這就是蘑菇的菌絲。作為真菌生長的根基，菌絲在真菌生命活動中至關重要。

科學家發(fā)現(xiàn)，菌絲不僅對真菌意義重大，還有著許多奇妙的功能。在自然界中，菌絲既能作為支架固定物質(zhì)，又能吸附細菌。基于這一特征，科學家將菌絲引入建造領域，讓它成為獨特的生物支架。

以粗糙脈孢菌的菌絲為例，它能分解尿素產(chǎn)生銨根離子（NH4＋）和碳酸根離子（CO32-），與周圍環(huán)境中的鈣離子（Ca2＋）結合生成碳酸鈣（CaCo3），這些碳酸鈣以菌絲生成的支架為基石不斷累積，完成自身的生物礦化（由生物體通過生物大分子的調(diào)控生成無機礦物的過程）。

其實，我們身體里也有類似的“建造”過程。骨骼讓我們的身體保持一定形態(tài)，構成長骨骨干的主要結構單位是骨單位，中軸是一條縱行管道，周圍有4～20層同心圓排列的骨板，骨細胞位于骨板內(nèi)或骨板間，調(diào)控著骨骼重塑和礦物質(zhì)平衡。

在材料科學領域，科學家模擬了這一自然現(xiàn)象，讓菌絲支架作為骨單位，將其高溫滅菌后接種巴氏鏈霉菌，鏈霉菌可以產(chǎn)生脲素酶，從而促進尿素的分解，完成細菌礦化。具體合成還受到培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的調(diào)控。借此制造出了具有仿骨幾何形狀的生物礦化工程活性材料。

與傳統(tǒng)水凝膠相比，這種以菌絲為基礎的生物礦化材料優(yōu)勢顯著。將菌絲加工成具有復雜的內(nèi)部幾何形狀，通過其自身或細菌礦化，可實現(xiàn)可控礦化結構，礦化效率高，生物礦物硬度大，而且其活性保持時間可長達4周，4周后礦化結構仍能繼續(xù)生物礦化。

這種生物礦化工程活性材料，可以降低混凝土生產(chǎn)過程中二氧化碳的排放量，同時還能用于更多建筑自組裝、自修復甚至能進行光合作用的場景。

（責任編輯 / 段雯娟" " 美術編輯 / 徐博宇）