蘑菇只是用来吃的吗?答案未必。
生物基菌丝材料是一种新型高分子材料,主要利用各种农作物秸秆为基质原料,通过菌丝的聚合作用生长而成,经过特殊工艺加工成为新型天然高分子材料。该材料具有生物相容性和承受传递负载的功能,能够广泛应用在缓冲包装、保温、隔音、防火、海洋、汽车、家居材料等领域。
下面就让我们来看一看一些案例
这架飞机是活的吗?嗯,几乎可以这么说吧——它是全球首个生物无人机,其大部分制造材料都取自有生命的真菌。这也让这架刚刚在11月初成功完成首航的无人机具备了可生物降解的特性。
据《新科学家》杂志网站11月12日报道,这架原型机的主体部分是由被称为菌丝体的材料制造的,菌丝体是真菌的营养体,由许多菌丝聚集在一起组成。纽约Ecovative设计公司将菌丝体培育成了定制的无人机形状。无人机的“真菌身体”被一层在实验室中利用细菌制造出的黏性纤维素“皮革”保护着;在保护层之外,还覆盖着蛋白质,这些蛋白质是利用胡蜂的唾液克隆的,具有防水功能;电路则是用银纳米粒子墨水印刷的,目的是尽可能让无人机能够生物降解。
英国家具设计师SebastianCox毕业于林肯大学的可持续设计专业,是英国倡导传统手工艺与现代设计结合的众多年轻设计师中的一员。早在2010年时,他就在研究竹子和原生木作为家具材料的可行性,更多将自然质朴气息引入都市,唤起人们对事物价值观的重新思考,“我用这些古老、原始的手工艺来创造当代设计,也许会改变人们对家具材料的选择。”最近,蘑菇菌丝体成为他最新的实验对象。他找来研究员NinelaIvanova合作,开发蘑菇菌丝体在家具设计中的应用潜力,为其自己的家具品牌制作了一系列简单的凳子和灯具,融合了木材和菌丝两种材质。过去七年,NinelaIvanova一直在研究生物菌丝,作为金士顿大学博士学位课程的一部分。这个项目叫做Mycelium+Timber(菌丝+木材),具有麂皮般的质感,希望能够适应任何家庭环境。
在今年的伦敦设计节上,SebastianCox和NinelaIvanova在萨默塞特大厦的DesignFrontiers展览上,展出了Mycelium+Timber项目的作品,所有产品都是菌丝体与Cox自己林地的废柳木组合制成的。他们将废弃的黄花柳木切成薄片,然后将它们编织在一起形成单独的模具。在一个个模具中,设计师加入了一种名为木蹄层孔菌提取物(fomesfomentarius)的真菌材料。长期以来,Cox一直希望找到用于粘合木材的胶水的天然替代品,但这次的菌丝体为他提供了机会,“它不仅会提升我们的可持续发展能力,还能测试工作室设计新制造方法的能力。”
荷兰设计师EricKlarenbeek设计出一款“菌丝椅”,这是一款结合了生物有机体生长和精准3D打印技术的躺椅,既美观又实用。
这款菌丝椅的弧线看上去是自然生长的,实际上是运用了计算机辅助设计和3D技术打印出的空心生物塑料外壳。塑料外壳内部塞满了秸秆颗粒,菌类植物可以在内部生长。一段时间后,放入里面的菌类生物吸取秸秆中的营养,会通过塑料外壳表面的小孔长出蘑菇,最终形成一件别具特色的有机家居饰品。
这款设计新颖的椅子是一个概念样品,同时也是使用原材料的一个突破。通过恰当的控制,就可以把菌丝体和秸秆混合物打造成别具特色的形状。
Klarenbeek认为,菌丝体是一种伟大的3D打印材料,“通过3D打印技术我们既可以打印房屋,也可以打印绝缘框架、外壳,这项技术与菌丝体的结合应用将十分广泛。
美国克利夫兰的设计工作室RedhouseStudio,研发了一款新型环保建材,原料由建造或拆毁房屋后留下的废弃建材以及蘑菇的菌丝体混合而成。以废弃木材为例,这种新材料的生产过程是这样的:先将木材变成锯末,经巴氏消毒去除其中的有机组织后,在其中加入少量的菌丝体。这些菌丝体随后会疯狂地生长,并分泌一种酶;这种酶会将木头中的纤维素分解,并用其自身的有机组织取代它。新有机组织中含有丰富的甲壳素,这是一种组成虾、蟹、昆虫等甲壳的重要成分,也是最坚固的天然聚合物,因而由此生成的混合材料被压实后,也能变得十分坚硬,足以作为混凝土的替代品。新建材最终的形状取决于制造者按压的方式,可以灵活调整。
RedhouseStudio将他们的研究成果送往MIT的实验室中进行检测。除了抗压强度不及混凝土,这种新材料的其他性能几乎完胜后者。如果受潮不严重,新建材可以存放很长时间;而如果出现损坏,它还可以被制成堆肥被二次利用。在木材之外,RedhouseStudio还在研究如何将碎石块制成环保材料。他们表示,这或许得用上另一种细菌与之混合。废弃的金属则无可能通过类似的方法制成新建材。RedhouseStudio希望将研究成果用于搭建新的房屋。他们在Kickstarter上发起了众筹,想要筹集到273.19万美金,将一个旧船运集装箱变成一间可移动的实验室Biocycler,并在其中制造出更多的环保建材。如果众筹成功,他们将开着这辆实验室前往不同的建筑废墟搜集废弃建材、制成新材料,并用它们为非盈利组织RefugeeResponse搭建一座可以收容克利夫兰当地的难民工作的农场。只不过距离截止日期只有4天,他们筹集到的金额仍不足目标资金的一半。
瑞典家居零售巨头宜家最近宣布将计划采用一种新型环保材质的包装,取代现有的化学塑料包装。根据宜家的说法,传统塑料材质需要几千年才能降解,而这种新型材料则只需要几周即可自然降解进入大自然。这是一种基于菌丝科技的生物可降解材质,由美国公司Ecovative研发,后者把自己描述为“种材料”的公司,并在2009-2011年期间得到3M等公司的投资。他们称这种新型材料为“蘑菇包装”(MushroomPackaging)。可以让菌丝在麦秸等农业废弃物中生长,并且通过模具控制得到想要的形状。宜家没有公布材料更替的具体时间表。如果你对这项科技感兴趣,这儿介绍了他们的生产过程,以及还有这家公司创始人曾经在TED上的分享。宜家发言人表示,他们希望能够变废为宝,“让废弃物变得可使用,并确保我们的一系列关键部件可以被回收。”同时还说,宜家的最终目标是减少化工材料的使用,而换成可再生材料。
无人机坠毁虽不至于伤到人,但撞坏了花花草草,造成生态灾难也总是让人头疼的事情。这不,美国一群大学生就在NASA科学家的指导下,捣鼓出了一架“可降解无人机”。他们相信这架飞机就算撞进珊瑚礁里也没啥大碍。而且由于可降解,这架无人机能担负一些危险任务,完全不必考虑该怎么飞回来的问题。无人机可降解的秘诀,其实在于应用了一种蘑菇材料。这种材料说穿了就是一堆特殊的蘑菇菌丝,它可以自己生长,也能完全降解。根据《今日美国》2012年的报道,这种材料理论上是可吃的,“不过看起来可不那么美味。”此前,这些“蘑菇”一直以取代塑料为己任,戴尔公司就曾在运输高端服务器时用上它们。现在,由于其轻便、负重能力强的特性,发明蘑菇材料的Ecovative公司认为它完全可以用来制造飞行器。除此之外,这架无人机还使用了植物纤维,不过为了防水,这些纤维外面还得涂一层蘑菇材料。总之,除了发动机和电路板,这支团队在飞机的其它地方都用上了可完全降解的生物材料。同时,这支团队又发明了一种酶,这让可降解无人机拥有了“自毁”功能。一般来说,蘑菇材料完全分解需要6到8个月,而团队成员IanHull称,他们设置的这种酶会在飞机坠毁的情况下发挥作用,快速把无人机融化成一堆糖水。事实上,这架无人机是一群美国大学生参加国际基因工程机械大赛(iGEM)的设计成果。团队中的14名成员大都来自斯坦福大学、布朗大学以及斯贝尔曼学院(SpelmanCollege)。比如之前的那位IanHull,就是斯坦福的大二学生;而即便是他们的队长RamanNelakanti也才刚刚从斯坦福本科毕业。
资源是有限的。希望各位设计师都可以更加关注设计活动中的可持续问题。
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