科学家研发出一种名为“菌丝混凝土”的新型建筑材料，由菌丝体和针织纺织品制成。
菌丝混凝土比以往的生物基建筑材料更加坚固，用途也更加广泛。
菌丝混凝土仍处于早期研发阶段，但有潜力彻底改变建筑行业。
科学家希望减少建筑行业对环境的影响，已开发出一种利用针织模具和真菌根系网络培育建筑材料的方法。尽管研究人员此前曾尝试过类似的复合材料，但这种有机材料在形状和生长方面的局限，使其难以开发出能充分发挥其潜力的多样化应用。科学家将针织模具用作柔性框架或“模板”（formwork），由此培育出一种名为“菌丝混凝土”的复合材料。该材料在形状和造型方面更加坚固、用途更广，使科学家能够培育出轻质且相对环保的建筑材料。
“我们的目标是，利用菌丝体与羊毛、木屑和纤维素等生物基材料相结合，改变建筑空间的外观、质感和舒适度，”纽卡斯尔大学的简·斯科特博士说道。她是发表于《生物工程与生物技术前沿》（Frontiers in Bioengineering and Biotechnology）的论文通讯作者。该研究由设计师、工程师和科学家组成的团队共同完成，团队成员来自活体纺织研究小组，该小组隶属于纽卡斯尔大学建成环境生物技术中心，该中心由英国研究与创新署资助。
世界经济论坛在自然气候解决方案领域开展了哪些工作？
当前，世界正面临相互交织的环境危机：自然遭受的破坏日益加剧，以及气候变化。
自然气候解决方案（NCS）是指投资于保护和土地管理项目，以增加碳储存并减少碳排放。它为应对这两场危机提供了重要途径，并带来额外的环境和社会效益。
论坛委托开展的研究为其《自然与净零》报告提供了依据，该报告证实，到2030年，自然气候解决方案可提供实现1.5°和2°路径所需气候减缓量的三分之一，且成本低于其他形式的二氧化碳去除方式。本报告以自愿碳市场规模化工作组提出的建议为基础，并确定了六项行动，旨在通过企业领袖、政策制定者和民间社会的共同努力，加快高质量自然气候解决方案的规模化推广，并打开相关市场。
为促进合作，论坛与世界可持续发展工商理事会于2019年共同成立了自然气候解决方案联盟，旨在召集公共和私营部门利益相关方，找出自然气候解决方案投资的机遇与障碍。
自然气候解决方案联盟的成员机构提供了专业意见，共同编制了《企业自然气候解决方案指南》，这是一份高层级指南，介绍企业如何可信地使用自然气候解决方案信用额度。
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根系网络
为利用菌丝体（真菌根系的一部分）制造复合材料，科学家将菌丝孢子与其可以食用的谷物以及可供其生长的基质混合。该混合物被压入模具，并置于黑暗、潮湿、温暖的环境中，使菌丝体得以生长，将基质紧密粘结在一起。待其达到合适的密度，但在其开始产生我们称之为蘑菇的子实体之前，将其晾干。这一工艺有望为泡沫、木材和塑料提供廉价、可持续的替代材料。但菌丝体的生长需要氧气，这限制了传统刚性模具的尺寸和形状，也制约了当前的应用。
针织纺织品提供了一种可行的解决方案：这类模具可透氧，并能随着菌丝体的生长由柔性逐渐变硬。然而，纺织品可能过于柔软，且难以保持模具填充的一致性。斯科特及其同事致力于设计一种菌丝体混合物和生产系统，以充分发挥针织结构的潜力。
“针织是一种极为灵活的三维制造系统，”斯科特说道。“它轻便、柔韧且易于成型。与其他纺织工艺相比，针织技术的主要优势在于能够一体织造无接缝、无废料的三维结构和造型。”
科学家制备了传统菌丝复合材料样品作为对照组，并与菌丝混凝土样品同步培育。菌丝混凝土还含有纸粉、纸纤维团块、水、丙三醇和黄原胶。该浆料设计为通过注射枪注入针织模板中，以提高填充的一致性：浆料需要足够流动以便输送，但又不能过于稀薄而无法保持形状。
为其规划的测试结构，科学家使用美利奴羊毛纱线编织管材，经消毒后固定于刚性结构上，并在管内填充浆料，从而确保织物张力的变化不会影响菌丝混凝土的性能。
建设未来
样品干燥后，科学家对其进行了拉伸、压缩和弯曲强度测试。结果显示，菌丝混凝土样品的强度优于传统菌丝复合材料样品，也优于未使用针织模板培育的菌丝复合材料。此外，模板的多孔针织织物提供了更好的氧气供应，并且在干燥时，其中培育的样品收缩程度低于大多数菌丝复合材料，这表明可以实现更可预测、更稳定的生产效果。
研究团队还成功建造了一个更大型的概念验证原型结构，名为“BioKnit”，这是一座复杂的独立式穹顶，采用整体一体成型、无拼接结构，得益于柔性针织结构，避免了可能成为薄弱点的接缝。
“菌丝混凝土与永久性针织模板结合使用时的力学性能是一项重要成果，也是朝着在建筑领域应用菌丝体与纺织品生物混合材料迈出的一步，”斯科特说道。“在本论文中，我们明确了实现特定目标所需的特定纱线、基质和菌丝体。然而，该配方仍有广阔的调整空间，可用于不同的应用场景。生物制造建筑可能需要新的机械技术，才能将纺织品引入建筑行业。”
