未来材料——菌丝体建筑材料（Mycelium-Based Building Materials）
引言：
菌丝体建筑材料（Mycelium-Based Building Materials），是一种以真菌菌丝体为主要成分，通过生物合成技术制成的新型可持续建筑材料。
In terms of durability, mycelium has been shown to be just as strong as concrete in some cases. It is also resistant to water and fire, making it a suitable material for use in both indoor and outdoor environments. This means that buildings constructed using mycelium can have the same lifespan as buildings constructed using traditional materials.
基于菌丝体的生物复合材料已被发明并广泛应用于建筑、制造、农业和生物医学等不同领域。
菌丝体作为真菌的营养部分，具有独特的利用农作物废弃物（如甘蔗渣、稻壳、棉花秸秆、秸秆、秸秆等）作为生长基质的能力，可以在不输入能量或不产生额外废弃物的情况下，将废弃物从碎片整合为连续的复合材料。
它们的低成本和环保特性吸引了人们对其研究和商业化的兴趣。例如，以菌丝体为基础的泡沫和夹层复合材料已被积极开发用于建筑结构。它可以用作合成平面材料（如塑料薄膜和片材）、较大的低密度物体（如合成泡沫和塑料）和半结构材料（如镶板、地板、家具、甲板）。
研究表明，这些复合材料的材料功能可以通过控制真菌的种类、生长条件和生长后处理方法来进一步调整，以满足应用中的特定力学要求（例如结构支撑、隔音和隔热）。此外，菌丝体可用于制备几丁质和壳聚糖，已应用于伤口愈合的临床试验，显示出生物医学应用的潜力。
《Material Function of Mycelium-Based Bio-Composite: A Review》The mycelium study, including its multiscale structure, material function, and how environmental factors define these characteristics.
目前，菌丝体建筑材料还处于发展的初期阶段，虽然在实验室和一些小规模的应用中取得了一定的成果，但要实现大规模的商业化应用仍面临一些挑战。例如，生产效率较低，大规模生产的技术和设备还需要进一步研发和完善；材料的性能稳定性有待提高，不同批次的产品可能存在性能差异；与传统建筑材料相比，成本较高，这在一定程度上限制了其市场推广。
关键词：真菌菌丝体、生物合成、可持续建筑材料、农业废弃物
技术的起源、演化以及发展简史
菌丝体材料的概念源于真菌学与材料科学的交叉研究。
20 世纪中期，科学家发现真菌菌丝体在自然环境中可通过分解有机物形成高强度网状结构，这一特性引起了材料领域的关注。
科学家发现菌丝体在生长过程中分泌酶类（如纤维素酶、木质素酶）分解有机基质，同时通过菌丝体的机械缠绕和生物聚合物（几丁质、葡聚糖）的合成，将松散的农业废弃物颗粒粘合为具有初步强度的块状材料（类似天然 “生物胶水” 与 “骨架” 的结合）。
早期的材料性能不稳定（强度、耐久性依赖自然生长条件），未形成可控的工业化生产流程。
随后，真菌菌丝体可将农业废弃物（如秸秆、木屑）粘合为具有一定强度的复合材料。这一阶段的研究，主要停留在实验室观察，未形成系统性的技术开发。
1980 年代，日本学者尝试将菌丝体用于土壤修复和生物降解材料，但未涉及建筑领域。
2007 年，美国 Ecovative Design 公司成立，标志着菌丝体材料从实验室走向商业化。首次实现菌丝体材料的标准化生产，提出 “菌丝体粘合技术”（Mycelium Binding Technology）。
该公司建立可控环境培养体系（精准控制温度、湿度、氧气浓度），实现菌丝体在 7–14 天内完全包裹并粘合基质，形成密度 0.3–0.6 g/cm³、抗压强度 1–5 MPa 的基础材料（接近轻质混凝土）。
该公司创始人 Eben Bayer 和 Gavin McIntyre 利用农业废弃物与真菌菌丝体结合，开发出可降解包装材料，并于 2010 年在 TED 演讲中展示其蘑菇包装技术。
这一阶段的技术核心是基质优化（如玉米秸秆、稻壳）和菌丝体生长控制，但主要应用于包装领域，建筑方向尚未突破。
2010 年代，菌丝体材料逐渐从包装向建筑领域延伸。
2014 年，设计师 David Benjamin 与 Ecovative 合作，使用菌丝体砖块在纽约建造了 12 米高的 “Hy-Fi” 塔，这是菌丝体材料在建筑中的首次实际应用。该项目验证了菌丝体砖块的自承重能力和可降解性，材料在使用后可直接堆肥。
Hy-Fi Tower
Hy-Fi Tower Mycelium bricks, architectural details
MycoTree is the result of a collaboration between the Professorship of Sustainable Construction at Karlsruhe Institute of Technology (KIT) and the Block Research Group at the Swiss Federal Institute of Technology (ETH) Zürich.
2017年卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）可持续建筑教授和瑞士联邦理工学院（ETH）Block 研究小组合作，推出了 “Myco Tree”。这是一种由承重菌丝体成分和竹子制成的空间分支结构，展示了菌丝体材料在建筑结构方面的应用潜力。
2019 年米兰设计周上，Carlo Ratti Associati 团队利用菌丝体与木屑制成的 “圆形花园”，首次实现菌丝体拱结构，突破了材料仅用于砌块的限制。
Carlo Ratti Associati con Eni per la
Milano Design Week 2019
2020 年后，菌丝体建筑材料进入快速发展期。企业与研究机构聚焦生产效率提升和性能稳定性。例如，Ecovative 推出第二代空气菌丝体材料，实现 9 天内生产菌丝体皮革，并探索其在建筑保温中的应用。英国 Biohm 公司开发菌丝体隔热板，计划在欧盟推广。数字化技术（如 3D 打印、AI 模拟）被引入，优化菌丝体生长路径和材料性能。
Biohm, a British company, develops mycelium insulation panels and plans to roll them out across the EU
2024年，NASA 资助 “离地取样” 项目，探索菌丝体材料用于月球和火星栖息地建设，利用其耐辐射和自修复特性。
菌丝体材料未来趋势
目前菌丝体材料在非承重墙、装饰构件、隔热板、隔音板等方面已有应用，未来在这些领域的应用将更加广泛和深入。例如，开发出更多形式和功能的装饰板材，满足不同建筑风格和审美需求。
通过基因编辑技术，可以对菌丝体的基因进行改造，使其具备更优异的性能，如更高的强度、更好的防水性和耐久性等。同时，优化生长环境，精确控制温度、湿度、光照等条件，也能进一步提升菌丝体材料的性能，使其更接近或超越传统建筑材料。
研究人员正在探索提高菌丝体材料承重能力的方法，若能取得突破，菌丝体材料有望应用于建筑的承重结构中，如用于制造轻型屋架、桥梁结构等，从而扩大其在建筑领域的应用范围。
除了建筑领域，菌丝体材料还可能在其他行业得到应用，如汽车制造中的内饰材料、电子产品的外壳材料等，实现多领域的广泛应用。
