活真菌建筑材料可自我修復

據(jù)16日發(fā)表在《細胞》出版社旗下的《細胞報告·物理科學》雜志上的論文，美國蒙大拿州立大學工程師利用真菌的根狀菌絲體和細菌細胞，研發(fā)出一種新型建筑材料。這種在較低溫度下由活細胞制造而成的材料具備自我修復能力，未來有望成為混凝土等高排放建筑材料的可持續(xù)替代品。

隨著環(huán)保意識的增強，利用生物來制成各種材料的行業(yè)逐漸興起，開始進入商業(yè)市場。如果細菌能在材料中存活更長時間，其細胞便能執(zhí)行多種有益功能，包括在受損時進行自我修復、清除污染物等。

然而，利用活生物制成的材料仍面臨諸多挑戰(zhàn)：一方面，這類材料的存活期較短，限制了其大規(guī)模應用；另一方面，它們往往缺乏許多建筑項目所需的復雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)，難以滿足多樣化的建筑需求。

為應對這些挑戰(zhàn)，研究團隊嘗試新的解決方案。他們受到此前用菌絲體作為包裝和絕緣材料支架的啟發(fā)，探索利用真菌菌絲體作為生物礦化材料支架的可行性。

絲狀真菌粗糙脈孢菌（Neurospora crassa）正在吞噬植物生物質(zhì)。圖片來源：生物科學官網(wǎng)

研究團隊對粗糙脈孢菌進行了研究，發(fā)現(xiàn)它可用于制作具有各種復雜結(jié)構(gòu)的材料。他們利用這種真菌制造出了類似皮質(zhì)骨的內(nèi)部幾何形狀。與其他通常僅能使用數(shù)天或數(shù)周的類似生物材料相比，這種材料至少能使用一個月。

團隊希望，這種新型生物材料能幫助取代水泥等高碳足跡建筑材料，水泥排放的二氧化碳占人類活動產(chǎn)生的二氧化碳總量的8%。下一步，他們計劃誘導細胞存活更長時間，進一步優(yōu)化材料性能，找到大規(guī)模、高效制造這些材料的方法。