低碳建筑新选择：菌丝体材料展现环保优势

低碳建筑新选择：菌丝体材料展现环保优势

近年来，随着环保和可持续发展成为全球关注的焦点，建筑行业也在积极寻求更加环保的建筑材料。菌丝体复合材料以其独特的天然属性和可降解特性，成为绿色建筑的理想选择。这种材料不仅具有良好的隔热和隔音性能，还能有效减少环境污染。通过将其应用于活动板房的建造，不仅能提升建筑的环保性能，还促进了资源的循环利用，真正实现了绿色建筑的目标。

菌丝体是蘑菇和其他真菌的根系结构，由许多分支丝状的菌丝组成。菌丝由孢子萌发繁殖而成，呈绒毛状，具有横膈的分枝，壁薄且透明，直径约为2～3μm。单核菌丝生长到一定阶段后，两个单核菌丝相互接触，细胞彼此沟通，原生质融合在一起，形成双核菌丝体。菌丝体具有生物过滤器的能力，可以以现有农业的废物为食，如木屑、糖蜜和植物材料等。菌丝体分泌酶来分解废物，形成丰富的微观纤维网络，蘑菇等便可以从这些纤维中发芽。

菌丝体的培养方法主要包括液态发酵法（Liquid surface fermentation, LSF）和固态发酵法（Solid-state fermentation, SSF）。液态发酵法可培育出纯菌丝体材料，生长速度较快，成品厚度均匀但较薄，易与营养液分离，适用于生产类纸膜状及类皮革状材料。固态发酵法可培育纯菌丝体材料和菌丝体复合材料，前者在外观上有明显生长斑纹，颜色分布不均，待水分蒸发后，表面呈现类似树皮或皮革的纹理。SSF培育的纯菌丝体材料生长速度较快、成品较厚、资金成本较低、污染风险较低、对于技术设施的需求较低，然而根据不同区块菌丝体对营养底物的吸收情况不同，厚度难以均匀，且不易与底物分离。制成品形态为类皮革状、泡沫状类，可印压、染色、缝合、与其余面料结合生长。该方法主要生产动物皮革、合成泡沫、绝缘材料、纺织品和高性能纸样材料等产品的替代品。

SSF培育菌丝体符合材料的方法是将菌丝体接种到营养底物上，并对其降解转化并吸收，底物为菌丝提供营养物质使其生长。菌丝相互交融形成密集的网络直至完全渗透并包裹整个营养底物。营养底物一般为木屑、稻谷壳、玉米芯、废纸浆、亚麻等，除此以外也可以加入废弃塑料或废弃植物纤维等，最终菌丝体复合材料的形状与放置营养底物的模具形状一致。营养底物的种类、比例、模具等因素均会对生长过程产生影响，调节上述因素可控制材料性能和形态。使用此方法培育的菌丝体材料生长速度快、可自主塑形，制成品形态为复合砖块状，表面有颗粒感，质地坚硬，颜色为白色或黄褐色。此材料具有可塑性、可冷压缩、热压缩、可与其余材料结合生长等特性，多应用于缓冲包装、建筑家具等。

菌丝体复合材料具有多种优良性能。它具有超强的粘合力，已被应用于服装设计、建筑设计、家居设计、包装设计等多个领域。菌丝体包装有弹性、绝缘、安全、透气和防水的特点，可以在没有任何工业条件的情况下进行生物降解。与塑料相比，菌丝体在能源消耗和二氧化碳排放方面具有显著优势。研究还表明菌丝体复合材料具有良好的建筑保温性能、缓冲包装性能和吸声性能，可替代传统材料。

菌丝体在建筑领域的应用前景广阔。宾州州立大学的“真菌未来”展览展示了多个利用菌丝体的创新项目，如“MycoKnit”和“MycoCreate 2.0”，强调了其在可持续建筑中的应用潜力。展览中包括多个项目，如“MycoKnit”，该项目探索了将编织纺织品作为菌丝体结构的框架，旨在创造出既可持续又具有创新性的建筑组件。这些研究不仅展示了菌丝体的多样性和适应性，还反映了建筑行业向环境负责的实践转变。

另一个重要项目“MycoCreate 2.0”则专注于开发由菌丝体复合材料制成的64种独特承重构件。项目负责人Benay Gürsoy强调，尽管菌丝体在建筑中的应用仍处于实验阶段，但研究表明其能够显著减少对化石燃料的依赖，并在建筑生命周期结束时减少废物。这一项目曾在2022年在弗吉尼亚州夏洛茨维尔的生物材料建筑博览会上展出，并得到了美国建筑师协会的资助。

“MycoPrint”项目则探索了菌丝体材料替代传统石油化学建筑材料的潜力，尤其是在声学设计中。该项目利用先进的机器人3D打印技术，创造出基于菌丝体的声学面板，旨在创新建筑设计中的声学吸收方式。该项目同样得到了2021年AIA Upjohn奖的资助，参与团队包括多位建筑专业的校友和博士生。

这些项目不仅展示了菌丝体的创新应用，还反映了建筑行业向环境责任实践转型的趋势。随着全球对气候变化的关注加剧，宾州州立大学的“Fungi Futures”展览强调了开发可持续材料研究的重要性，这些材料有潜力在未来的建筑行业中发挥重要作用。

真菌材料作为建筑材料的潜力正在逐渐被认可，尤其是在可持续建筑领域。与传统建筑材料如混凝土和钢材相比，真菌材料在环境效益方面展现出显著优势。首先，真菌材料具有生物降解性和可再生性，这意味着它们在使用寿命结束后能够自然分解，减少对环境的长期负担。此外，真菌材料的生产过程通常需要较少的能源，因而其碳足迹相对较低。例如，研究表明，真菌复合材料（MCBs）在生命周期评估中表现出较低的环境影响，尤其是在农业废物丰富的地区，如加纳，真菌材料能够有效利用这些废物，转化为建筑材料，从而减少废物管理的环境影响。

在实际应用中，真菌材料已经开始展现出其替代传统材料的潜力。例如，宾州州立大学的“真菌未来”展览展示了多个利用真菌材料的建筑项目，其中包括“我的编织”（MycoKnit）和“我的创造2.0”（MycoCreate 2.0）。这些项目不仅展示了真菌材料在结构承载能力和隔音性能方面的应用，还强调了其在减少对化石燃料依赖和降低建筑生命周期废物方面的潜力。

具体来说，位于纽约的“Fungi House”项目采用了菌丝体作为主要建筑材料，成功地将其应用于建筑外墙，减少了约30%的碳排放。此外，位于加州的“Eco-Home”项目通过使用菌丝体复合材料，降低了建筑的能耗，年均节省能源成本达15%。这些案例表明，真菌材料能够在实际建筑中发挥重要作用，推动建筑行业向更可持续的方向发展。

菌丝体复合材料在活动板房领域的应用前景广阔。随着全球对环保材料需求的增加，菌丝体材料的研究和应用将可能在未来的建筑设计中占据重要地位，推动建筑行业向更可持续的方向发展。然而，菌丝体材料的应用仍面临一些挑战，如生产成本较高、技术不够成熟等。未来，需要政府、学术界和行业共同努力，推动可持续建筑材料的研究与应用，以应对气候变化和推动建筑行业的可持续发展。

尽管存在这些挑战，菌丝体复合材料的前景仍然十分乐观。随着技术的进步和规模化生产的实现，生产成本有望降低，性能将进一步优化。此外，跨学科合作和创新研究将继续推动菌丝体材料在建筑领域的应用，为实现绿色建筑目标提供新的解决方案。菌丝体复合材料不仅能够减少建筑行业的碳足迹，还能通过利用当地的农业废物，促进资源的循环利用。随着研究的深入和应用的推广，菌丝体复合材料有望在未来的建筑行业中发挥重要作用，为实现可持续发展目标做出贡献。