为什么真菌可以成为生态友好、耐火建筑的关键 – 物理世界

大多数人都努力让真菌远离家中。 然而现在，两组材料研究人员正在探索将其编织到建筑物结构中的方法。

第一组由纺织科学家领导 简·斯科特 英国纽卡斯尔大学的研究人员创造了一种针织结构，可以在真菌生长时将称为菌丝体的真菌丝固定在适当的位置。 其结果是一种轻质复合材料，可用于建造坚固、环保的结构。

第二组，由纳米工程师领导 埃弗森·坎达雷 和生物技术专家 田黄 澳大利亚墨尔本皇家墨尔本理工大学的研究人员利用菌丝体制造了阻燃材料的压缩片材。 希望这种板材能够取代易燃的覆层板，就像导致致命事故的覆层板一样。 格伦费尔塔火灾72 年，该事件导致 2017 名伦敦人死亡。

炭化真菌有保护作用

对于 Kandare、Huynh 和同事来说，菌丝体的吸引力在于它在暴露于火和其他辐射热源时的行为方式。 而不是着火， 正如格伦菲尔包层所做的那样，由菌丝体组成的暴露表面分解形成一种称为炭的砂状黑色物质。 这层炭具有两部分的保护作用。 除了减慢热量传递之外，它还可以防止其下方层中的挥发性物质逸入燃烧区。

另一个好处是，当菌丝燃烧时，它只产生二氧化碳和水。 Huynh 表示，这与商业阻燃剂形成鲜明对比 物理世界。 “目前有卤化和非卤化阻燃剂存在健康和环境问题，”她解释道。 “这些包括溴化物和氯（卤化）或磷和氮（非卤化）阻燃剂，当它们燃烧时会产生毒素。”

与蘑菇产业合作

在发表在期刊上的最新研究中 聚合物降解和稳定性, RMIT团队与新南威尔士大学和香港理工大学的同事合作开发了一种纯菌丝体片的生长方法。 结果类似于烤面包色的纸板，Huynh 说，融入建筑物的最简单方法是将其添加到现有材料（如壁纸）中。 “它重量轻、灵活且用途广泛，因此适合建筑行业的多种应用，”她说。

虽然皇家墨尔本理工大学团队从不可食用的支架真菌培养物中生长出菌丝体片， 澳洲灵芝， Huynh 表示，还应该可以利用商业蘑菇种植者产生的废物来生产板材。 “这些真菌产品的生产使用糖蜜，这是甘蔗工业的农业废物，”她解释道。 “鉴于[世界] 生产了约 177 亿公吨糖 2022-2023 年，这将为减少废物做出重大贡献。”

菌丝体结构的编织支撑

可持续发展和减少浪费也是斯科特和她在纽卡斯尔和比利时布鲁塞尔自由大学的同事们的激励因素。 写在日记里 生物工程与生物技术前沿，他们指出，菌丝体复合材料优异的热学和声学性能赋予它们作为建筑室内泡沫、木材和塑料的廉价替代品的“巨大潜力”。 他们写道，挑战在于以可扩展的方式生长这些复合材料，使复杂的形状成为可能，同时仍然满足结构和稳定性的要求。

为了制造菌丝体复合材料，科学家通常首先将真菌孢子与谷物（食物来源）以及锯末和纤维素（真菌生长的基质）等材料混合。 下一步是将混合物装入模具中，并将其放置在温暖、黑暗和潮湿的环境中。 在这些条件下，菌丝体生长相对较快，将基质与其丝状根状结构结合在一起。 一旦复合材料达到所需的密度，生长过程就会停止，材料就会干燥，这样就不会产生蘑菇。

问题是菌丝体需要氧气才能生长，而这一要求限制了它可以生长的模具（在制造意义上，而不是真菌）的大小和形状。或者至少，如果模具是固体的话，它会生长。 作为替代方案，斯科特利用她的纺织培训知识，设计了一种菌丝体混合和生产系统，该系统基于由坚固但透气的美利奴羊毛编织而成的模具。

“我们是一个跨学科的研究小组，包括 3D 针织编程和制造方面的专业知识，因此我们能够汇集相当独特的技能来完成这项工作，”她告诉我们 物理世界。 “与其他纺织工艺相比，针织技术的主要优势是能够无接缝、无浪费地编织 3D 结构和形式。”

针织模具完成后，斯科特和同事对它们进行了消毒，并将它们连接到刚性结构上，以支撑菌丝体混凝土或肌混凝土的生长。 然后，他们使用注射枪将光滑、粘稠的糊状物填充到模具中，其中含有纸粉、纸纤维块、水、甘油、黄原胶以及真菌孢子。 “使用 3D 针织模板时需要这种一致性，这种模板用途广泛且结构高效，”Scott 说。 “困难在于将这两个组件组合在一起形成架构规模的原型。”

未来的发霉材料

该团队的第一个原型于 2022 年创建，生动地演示了 myocrete 的功能（见图）。 作为。。而被知道 生物编织物，这个 1.8m 高、2m 直径的独立式结构完全由肌混凝土制成，并作为一个单元生长，这意味着它不包含可能成为弱点的连接。 第二个原型，题为 客厅，含有菌丝体孢子、来自耐寒赫德威克羊的羊毛以及来自当地工厂的锯末和废纸的混合物。

加工过的木材可以模制成复杂的 3D 结构

对于厌恶霉菌的消费者来说，BioKnit 和 The Living Room 的颜色可能有点令人反感——表面与你可能喷洒漂白剂的东西非常相似——但斯科特指出，不同的颜色和饰面可以改变 myocrete 的外观。 无论如何，她相信这种材料的优势可以克服任何阻力。 “审美是新的、不同的，但我们发现这个过程引人注目的是能够产生新的形状和形式，可以帮助我们改变室内空间，”她说。 “我们的工作包括一些最常见的材料和工艺，例如羊毛和针织，我认为这为消费者提供了一种通过纺织品等熟悉的东西来了解菌丝体的方法。”

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• Sumber: https://physicsworld.com/a/why-fungi-could-hold-the-key-to-eco-friendly-fire-resistant-buildings/