用蘑菇可以替代塑料、皮革、板磚,甚至走向時尚前沿?
一家生物材料公司Bolt Threads此前宣布,已經(jīng)和英國時裝設(shè)計師Stella McCartney、和世界第二大奢侈品公司開云集團(巴黎世家、古馳、亞歷山大麥昆、寶緹嘉等品牌背后的時裝公司)、露露檸檬、阿迪達斯等品牌達成合作,共同探索基于蘑菇的皮革替代品。
隨著溫室氣體的加速積累、自然資源也被不斷消耗,研究人員開始探索生物材料的應(yīng)用,帶動了與真菌、菌絲體設(shè)計相關(guān)的研究蓬勃興起并蔓延至產(chǎn)業(yè)界,跨學(xué)科的應(yīng)用使真菌走入了日常生活、家具裝飾、建筑材料、甚至是時尚行業(yè)。
生活中處處存在真菌,蘑菇只是真菌存在的一種形式。真菌是自然界的回收者,產(chǎn)生的酶能夠幫助有機物降解,將其轉(zhuǎn)化為礦物質(zhì)。菌絲體是真菌的營養(yǎng)生長部分,由許多分支的菌絲組成,比如蘑菇的可見表面下,有著長長的根,就稱為菌絲。菌絲是極細的白色絲狀物,向四周發(fā)展,形成復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。當將真菌放入土壤或者合適的基質(zhì)中時,菌絲就會像膠水一樣,將基質(zhì)黏合起來,使其變堅實。合適的基質(zhì)可以由鋸末、磨木、秸稈、各種農(nóng)作物殘渣或其他類似的材料組成。
大部分情況下,在實驗室的不是“蘑菇” (Mushroom)部分,而是“藏”在地下的菌絲(Hypha)部分。
菌絲體示意圖,從左到右分別是蘑菇的結(jié)構(gòu):子實體(地面以上部分,生殖結(jié)構(gòu))和菌絲、菌絲體微觀結(jié)構(gòu)、由幾個細胞組成的菌絲示意圖、單個菌絲細胞壁的結(jié)構(gòu)和組成
全球最領(lǐng)先的、試圖用“蘑菇”讓世界更美好的公司是總部位于美國的Ecovative Design(以下簡稱“Ecovative”),它是當今菌絲體設(shè)計的先驅(qū),Ecovative利用菌絲體創(chuàng)造了100%可堆肥替代品、可替代塑料、皮革、泡沫塑料包裝、肉等,應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋了包裝、皮膚護理、餐飲以及服飾。
上文中提到的Bolt Thread s使用的正是Ecovative授權(quán)的技術(shù)。除此之外Ecovative和Bolt Threats也在合作將廢玉米秸稈與菌絲體的結(jié)合物進行塑形,之后鞣制、壓縮并制造出墊子,整個過程僅需要數(shù)天時間。
事實上,除了做包包,蘑菇還可以做更多。
Ecovative Design的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Eben Bayer
Ecovative的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Eben Bayer生長在佛羅蒙特中部,從小的生活環(huán)境是雞、豬、林產(chǎn)品、楓糖漿、大花園,但他只對噴氣引擎、計算機、納米機器人感興趣。他在美國最早的工科大學(xué)倫斯勒理工學(xué)院求學(xué),期間逐漸形成了一種認識:機器并不是世界上最偉大的技術(shù),大自然才是。
由此,他開始鉆研生物系統(tǒng),最后瞄準了菌絲體,這不僅是一種食物,還可以將它視為一種“天然膠水”,將木制品等“粘”在一起。
“當然,這是一個瘋狂的想法”,Eben Bayer曾在接受英國雜志Musings的采訪中表示。
2007年,在Eben Bayer的導(dǎo)師Burt Swersey的幫助以及資金支持下,Eben Bayer和合伙人Gavin Mclntyre共同創(chuàng)立了Ecovative。作為首家利用菌絲體設(shè)計的公司,Ecovative已在31個國家/地區(qū)擁有40多項專利,大多數(shù)菌絲體材料實際上都是由Ecovative許可制造的。Burr Swersey曾在倫斯勒工程學(xué)院機械、航空航天和核工程系任教超過25年,他啟發(fā)了眾多才華橫溢的倫斯勒學(xué)生,于2015年3月去世。Gavin McIntyre同時擔任公司的業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān),主要負責公司早期產(chǎn)品的研發(fā)工作。
大多數(shù)從事菌絲體生物技術(shù)的研究人員都是在液體培養(yǎng)基上培養(yǎng),隨后將其結(jié)構(gòu)破壞,它們的存在僅僅是為了產(chǎn)生所需的物質(zhì),比如釀酒酵母。Ecovative則讓菌絲形成復(fù)雜而又美麗的3D結(jié)構(gòu),讓這些網(wǎng)絡(luò)變成材料、物體。
Mushroom包裝
歷經(jīng)13年的發(fā)展,Ecovative已經(jīng)可以用菌絲體設(shè)計出肉、可替代塑料、皮革等產(chǎn)品。Ecovative擁有三個技術(shù)平臺用來生產(chǎn)這些材料,分別是AtlastTM、Myco FlexTM以及MycoCompositeTM,用這三個平臺分別生產(chǎn)肉類、皮革以及可降解材料。
Ecovative將真菌和基質(zhì)混合插入模具中,在合適的溫度、濕度和光照下,材料凝固成所需的形狀,這大約需要5天的時間。然后將物體放入烘箱中,使存在的微生物完全失活,隨后就可以作為普通的包裝產(chǎn)品使用。宜家、戴爾等大型公司已經(jīng)開始使用這種完全可以生物降解的包裝材料了。
在過去的幾年中,Ecovative已經(jīng)利用菌絲體設(shè)計生產(chǎn)了超過500萬磅的Mushroom~包裝,這種包裝可以依靠土壤微生物進行降解,將其放入土壤中大約30天就可以實現(xiàn)完全堆肥。目前,Ecovative正在全球范圍內(nèi)許可Mushroom包裝技術(shù),以幫助減少泡沫聚苯乙烯的污染。
目前,Ecovative已將重點轉(zhuǎn)向了創(chuàng)造培根和整塊肉上。
“人造肉”對傳統(tǒng)肉類的替代性作用非常有限,當前能夠創(chuàng)造出來的可替代的包括碎肉和膨化肉,對于魚片、雞胸肉、培根的替代卻很少有人做到。根據(jù)公開資料,在每年購買的肉類中,80%以上是整塊肉,而不是漢堡或者香腸等。
在森林中尋找具有豬肉風(fēng)味和質(zhì)地的蘑菇很難,它們往往需要花費數(shù)年的時間生長。Ecovative的子公司Atlast Food Co.(以下簡稱“Atlast”)可以使用相同的菌株,在幾天內(nèi)表達大量的菌絲體,并將它們培育成任何形狀,比如培根。Atlast已經(jīng)通過菌絲體創(chuàng)造出了肉的味道和質(zhì)地,預(yù)計明年會推出培根。
菌絲體制成的肉
關(guān)于菌絲體制成的植物性肉類的味道和質(zhì)地,Eben Bayer早有回答,菌絲體可以生長成具有特定的風(fēng)味和質(zhì)地。Ecovative的研究人員也一直在種植、煎炸和食用像培根一樣的“培根”,研究人員甚至也在用特定的食用菌模仿金槍魚和牡蠣的口感。
除了在可降解塑料、皮革等領(lǐng)域的應(yīng)用之外,Ecovative也曾在2014年的時候和紐約的The Living studio公司合作完成了Hy-FiProject。Hy-Fi坐落于紐約的現(xiàn)代藝術(shù)博物館,是一種用切碎的玉米秸稈殘渣和菌絲混合形成的菌絲磚堆砌的塔樓,供游客休息、遮陽,在2個月的展覽后,塔樓被拆除送往堆肥廠,利用其天然的生物降解能力進行回收。
除了建筑之外,菌絲體還具有隔熱和隔音的潛力。在Ecovative的另一項研究中,將活蘑菇置于木板之間可以形成有效的隔熱墻。大約三天的時間,菌絲生長并凝結(jié)為松散的顆粒,形成密閉的隔熱層,同時粘附在木板上,形成極強的夾層。根據(jù)Ecovative的說法,大約一個月后,蘑菇保溫層自然干燥,就不會繼續(xù)生長了。
2019年,Ecovative獲得1000萬美元融資用于菌絲體的研究。目前,Ecovative正在建造Mycelium Foundry One,這是一種高通量的菌絲體高級研究設(shè)施,包括定制的菌絲體固態(tài)培養(yǎng)裝置以及數(shù)據(jù)分析硬件和軟件,這會極大的提升Ecovative菌絲體材料的發(fā)展速度,預(yù)計在10倍以上。今年初,Eben Bayer表示,用菌絲體生產(chǎn)培根等植物性肉類和建造Mycelium Foundry One將是Ecovafive的重點。
從現(xiàn)如今的技術(shù)和發(fā)展來看,真菌何時能夠大規(guī)模、工業(yè)化應(yīng)用依然難以猜測,但可以看到的是,這種研究和應(yīng)用在增加。一次性發(fā)泡塑料大約需要200年的時間,而現(xiàn)在,利用菌絲體制成的包裝產(chǎn)品僅需要30天就可以實現(xiàn)降解,就像Eben Bayer說的,在2030年,海洋中的塑料制品比魚多的時候,Mushroom產(chǎn)品將是魚類的食品,而這和減少CO2一樣,一同在保護生態(tài)系統(tǒng)。(摘自美《深科技》)(編輯/小文)