真菌的用途远不止肉眼所见。它们的线状细胞像根系一样在地下广泛生长，隐蔽在视线之外，为生产可持续、可生物降解的材料提供了巨大的潜力。位于波茨坦科技园的弗劳恩霍夫应用聚合物研究所(IAP)的研究人员正在利用这种菌丝体开发各种可回收产品，从钱包、绝缘材料到包装。

对于我们大多数人来说，真菌看起来像一个弯曲的菌盖和一根茎。然而，真菌最大的部分是由一种称为菌丝体的细胞丝网络组成的，这种细胞丝主要分布在地下，可以达到相当大的比例。到目前为止，这种细枝网络尚未得到充分利用。然而，对于波茨坦弗劳恩霍夫应用聚合物研究所(IAP)的研究人员来说，菌丝体代表了一种开创性的原材料，有可能用天然有机菌丝体复合材料取代石油基产品。

当地农业和林业活动产生的有机残留物被用作真菌培养的基质。在各种项目中，研究人员使用基于菌丝体的材料来生产绝缘材料、包装材料和不含动物成分的皮革产品替代品。

以区域农业残留物为基础的菌丝体材料

弗劳恩霍夫应用物理研究所的生物技术专家HannesHinneburg博士说：“面对气候变化和化石原料的减少，迫切需要能够以较低能耗生产的可生物降解材料。”他与他的团队一起利用菌丝体(例如来自食用菌或平菇或火绒菌等覆盆子)将当地可用的植物残渣转化为可持续材料。

“菌丝体具有可用于生产环保、节能材料的特性，因为真菌的生长是在环境条件下进行的，而二氧化碳仍储存在残留物中。当纤维素和其他有机残留物分解时，会形成一个紧凑的三维网络，从而形成一个自给自足的结构，”Hinneburg解释说。

这样就产生了一种复合材料，这种复合材料含有有机底物，例如谷物残渣、木屑、大麻、芦苇、油菜或其他农业残渣。这些物质是真菌的营养来源，在代谢过程中完全被细小的菌丝网络渗透。这样就产生了一种完全有机的复合材料，可以制成所需的形状，并通过热处理使其稳定。

“首先，将水与稻草、木屑和锯末等农业残留物混合在一起形成团块。一旦确定了湿度和颗粒大小，并完成了随后的热处理以杀死竞争细菌，基质就准备好了。它为真菌提供食物并与菌丝体混合。在孵化器中经过大约两到三周的生长阶段后，混合物将产生一种类似于皮革的物质或可以进一步加工的复合材料，具体取决于所使用的配方和工艺，”Hinneburg在总结生产过程时说道。

该过程不需要光——就能源效率而言是一个好处。

用途广泛：强度和弹性可专门配置

可以培养出具有各种特性的真菌材料。根据用途，它们可以是耐磨的、可拉伸的、抗撕裂的、不透水的、有弹性的、柔软蓬松的或开孔的。结果取决于真菌类型和农业残留物的组合，以及温度和湿度等可变参数。菌丝生长的持续时间也会影响最终产品。

这种材料的多功能性意味着它可以呈现各种各样的形式，从厚块到薄片层，并可用于多种场景。这使得基于真菌的材料可用于纺织装饰、包装、家具、袋子或室内隔热板。当用作建筑材料时，真菌主要用作生物粘合剂，因为各种有机颗粒通过菌丝体连接在一起。

“这种材料具有许多积极的特性，包括隔热、电绝缘、调节湿度和防火，这些特性使朝着循环和气候友好型建筑迈出了重要一步，”Hinneburg说道，他目前的一个项目是开发一种用于隔热的新型聚苯乙烯替代品。

在另一个项目中，他正与食品与环境研究所以及AgroSaarmundeG合作，利用当地农业和林业活动的残留物和原材料，生产环保的、基于菌丝体的包装托盘。

在与设计师合作的过程中，他还开发了无动物成分的皮革产品(如包和钱包)的替代原材料。由于菌丝体材料与皮革相似，因此可用于某些领域的皮革制品的补充。

发展工业流程

在欧洲，目前只有少数公司正在开发用于商业用途的菌丝体材料。该领域的挑战包括获取生物残留物、确保产品质量一致性的能力以及有效扩大活动规模的方法。

为了应对这些挑战，研究人员正在使用一种新开发的卷对卷方法，他们已经为此创建了一个原型。与涉及箱子和货架系统的标准制造工艺相比，这种方法具有显著的优势：通过在受控工艺条件(如温度和湿度)下使用标准化、连续的生产方法，研究人员可以确保基于菌丝体的产品具有一致的材料特性。此外，可以更有效地利用资源，并将生产规模扩大到工业水平。

“这对于满足行业对可持续材料日益增长的需求以及长期减少对石油的依赖至关重要。通过使用人工智能等创新技术来优化残留物和真菌类型的组合，还可以进一步提高产量，”Hinneburg说。

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