科技日報記者 張佳欣
據16日發表在《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替代品。
隨著環保意識的增強,利用生物來制成各種材料的行業逐漸興起,開始進入商業市場。如果細菌能在材料中存活更長時間,其細胞便能執行多種有益功能,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:一方面,這類材料的存活期較短,限制了其大規模應用;另一方面,它們往往缺乏許多建筑項目所需的復雜內部結構,難以滿足多樣化的建筑需求。
為應對這些挑戰,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,探索利用真菌菌絲體作為生物礦化材料支架的可行性。
研究團隊對粗糙脈孢菌進行了研究,發現它可用于制作具有各種復雜結構的材料。他們利用這種真菌制造出了類似皮質骨的內部幾何形狀。與其他通常僅能使用數天或數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,進一步優化材料性能,找到大規模、高效制造這些材料的方法。