蘑菇是如何成为你的下一个手提包、汉堡包、甚至隔音墙的？
用蘑菇可以替代塑料、皮革、板砖，甚至走向时尚前沿？
一家生物材料公司 Bolt Threads 此前宣布，已经和英国时装设计师 Stella McCartney、和世界第二大奢侈品公司开云集团（巴黎世家、古驰、亚历山大・麦昆、宝缇嘉等品牌背后的时装公司）、露露柠檬、阿迪达斯等品牌达成合作，共同探索基于蘑菇的皮革替代品。
随着温室气体的加速积累、自然资源也被不断消耗，研究人员开始探索生物材料的应用，带动了与真菌、菌丝体设计相关的研究蓬勃兴起并蔓延至产业界，跨学科的应用使真菌走入了日常生活、家具装饰、建筑材料、甚至是时尚行业。
生活中处处存在真菌，蘑菇只是真菌存在的一种形式。真菌是自然界的回收者，产生的酶能够帮助有机物降解，将其转化为矿物质。菌丝体是真菌的营养生长部分，由许多分支的菌丝组成，比如蘑菇的可见表面下，有着长长的根，就称为菌丝。菌丝是极细的白色丝状物，向四周发展，形成复杂网络。当将真菌放入土壤或者合适的基质中时，菌丝就会像胶水一样，将基质黏合起来，使其变坚实。合适的基质可以由锯末、磨木、秸秆、各种农作物残渣或其他类似的材料组成。
大部分情况下，在实验室的不是 “蘑菇”（Mushroom）部分，而是 “藏” 在地下的菌丝（Hypha）部分。
图 | 菌丝体示意图，从左到右分别是蘑菇的结构：子实体 (地面以上部分，生殖结构) 和菌丝、菌丝体微观结构、由几个细胞组成的菌丝示意图、单个菌丝细胞壁的结构和组成（来源：Haneef M., 2017）
全球最领先的、试图用 “蘑菇” 让世界更美好的公司是总部位于美国的 Ecovative Design （以下简称 “Ecovative”），它是当今菌丝体设计的先驱，Ecovative 利用菌丝体创造了 100% 可堆肥替代品、可替代塑料、皮革、泡沫塑料包装、肉等，应用领域涵盖了包装、皮肤护理、餐饮以及服饰。
上文中提到的 Bolt Threads 使用的正是 Ecovative 授权的技术。除此之外，Ecovative 和 Bolt Threats 也在合作将废玉米秸秆与菌丝体的结合物进行塑形，之后鞣制、压缩并制造出垫子，整个过程仅需要数天时间。
事实上，除了做包包，蘑菇还可以做更多。
“当然，这是一个疯狂的想法”
Ecovative 的联合创始人兼首席执行官 Eben Bayer 生长在佛罗蒙特中部，从小的生活环境是鸡、猪、林产品、枫糖浆、大花园，但他只对喷气引擎、计算机、纳米机器人感兴趣。他在美国最早的工科大学伦斯勒理工学院求学，期间逐渐形成了一种认识：机器并不是世界上最伟大的技术，大自然才是。
由此，他开始钻研生物系统，最后瞄准了菌丝体，这不仅是一种食物，还可以将它视为一种 “天然胶水”，将木制品等 “粘” 在一起。
“当然，这是一个疯狂的想法”，Eben Bayer 曾在接受英国杂志 Musings 的采访中表示。
图 | Ecovative Design 的联合创始人兼首席执行官 Eben Bayer（来源：公司官网）
2007 年，在 Eben Bayer 的导师 Burt Swersey 的帮助以及资金支持下，Eben Bayer 和合伙人 Gavin Mclntyre 共同创立了 Ecovative。作为首家利用菌丝体设计的公司，Ecovative 已在 31 个国家 / 地区拥有 40 多项专利，大多数菌丝体材料实际上都是由 Ecovative 许可制造的。Burt Swersey 曾在伦斯勒工程学院机械、航空航天和核工程系任教超过 25 年，他启发了众多才华横溢的伦斯勒学生，于 2015 年 3 月去世。Gavin Mclntyre 同时担任公司的业务发展总监，主要负责公司早期产品的研发工作。
大多数从事菌丝体生物技术的研究人员都是在液体培养基上培养，随后将其结构破坏，它们的存在仅仅是为了产生所需的物质，比如酿酒酵母。Ecovative 则让菌丝形成复杂而又美丽的 3D 结构，让这些网络变成材料、物体。
历经 13 年的发展，Ecovative 已经可以用菌丝体设计出肉、可替代塑料、皮革等产品。Ecovative 拥有三个技术平台用来生产这些材料，分别是 Atlast™、MycoFlex™以及 MycoComposite™，用这三个平台分别生产肉类、皮革以及可降解材料 。
Ecovative 将真菌和基质混合插入模具中，在合适的温度、湿度和光照下，材料凝固成所需的形状，这大约需要 5 天的时间。然后将物体放入烘箱中，使存在的微生物完全失活，随后就可以作为普通的包装产品使用。宜家、戴尔等大型公司已经开始使用这种完全可以生物降解的包装材料了。
在过去的几年中，Ecovative 已经利用菌丝体设计生产了超过 500 万磅的Mushroom®包装，这种包装可以依靠土壤微生物进行降解，将其放入土壤中大约 30 天就可以实现完全堆肥。目前，Ecovative 正在全球范围内许可 Mushroom® 包装技术，以帮助减少泡沫聚苯乙烯的污染。
图 | Mushroom® 包装（来源：公司官网）
人造肉和建筑
目前，Ecovative 已将重点转向了创造培根和整块肉上。
“人造肉” 对传统肉类的替代性作用非常有限，当前能够创造出来的可替代的包括碎肉和膨化肉，对于鱼片、鸡胸肉、培根的替代却很少有人做到。根据公开资料，在每年购买的肉类中，80% 以上是整块肉，而不是汉堡或者香肠等。
在森林中寻找具有猪肉风味和质地的蘑菇很难，它们往往需要花费数年的时间生长。Ecovative 的子公司 Atlast Food Co.（以下简称 “Atlast”）可以使用相同的菌株，在几天内表达大量的菌丝体，并将它们培育成任何形状，比如培根。Atlast 已经通过菌丝体创造出了肉的味道和质地，预计明年会推出培根。
关于菌丝体制成的植物性肉类的味道和质地，Eben Bayer 早有回答，菌丝体可以生长成具有特定的风味和质地。Ecovative 的研究人员也一直在种植、煎炸和食用像培根一样的 “培根”，研究人员甚至也在用特定的食用菌模仿金枪鱼和牡蛎的口感。
图 | 菌丝体制成的肉（来源：公司官网）
除了在可降解塑料、皮革等领域的应用之外，Ecovative 也曾在 2014 年的时候和纽约的 The Living studio 公司合作完成了 Hy-Fi Project。Hy-Fi 坐落于纽约的现代艺术博物馆，是一种用切碎的玉米秸秆残渣和菌丝混合形成的菌丝砖堆砌的塔楼，供游客休息、遮阳，在 2 个月的展览后，塔楼被拆除送往堆肥厂，利用其天然的生物降解能力进行回收。
除了建筑之外，菌丝体还具有隔热和隔音的潜力。在 Ecovative 的另一项研究中，将活蘑菇置于木板之间可以形成有效的隔热墙。大约三天的时间，菌丝生长并凝结为松散的颗粒，形成密闭的隔热层，同时粘附在木板上，形成极强的夹层。根据 Ecovative 的说法，大约一个月后，蘑菇保温层自然干燥，就不会继续生长了。
图 | Mushroom® 隔热材料制作过程（来源：公司官网）
2019 年，Ecovative 获得 1000 万美元融资用于菌丝体的研究。目前，Ecovative 正在建造 Mycelium Foundry One，这是一种高通量的菌丝体高级研究设施，包括定制的菌丝体固态培养装置以及数据分析硬件和软件，这会极大的提升 Ecovative 菌丝体材料的发展速度，预计在 10 倍以上。今年初，Eben Bayer 表示，用菌丝体生产培根等植物性肉类和建造 Mycelium Foundry One 将是 Ecovative 的重点。
从现如今的技术和发展来看，真菌何时能够大规模、工业化应用依然难以猜测，但可以看到的是，这种研究和应用在增加。一次性发泡塑料大约需要 200 年的时间，而现在，利用菌丝体制成的包装产品仅需要 30 天就可以实现降解，就像 Eben Bayer 说的，在 2030 年，海洋中的塑料制品比鱼多的时候，Mushroom® 产品将是鱼类的食品，而这和减少 CO2 一样，一同在保护生态系统。
参考资料：
https://www.plasticpollutioncoalition.org/blog/2020/1/13/the-groundbreaking-mycelium-growth-behind-ecovative-design
https://www.archdaily.cn/cn/949829/yong-mo-gu-zuo-jian-zhu-zai-jian-zhu-zhong-yun-yong-jun-si-ti-de-ke-neng-xing
https://www.bbc.com/ukchina/simp/vert-fut-47847888
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