在蘑菇屋裡吃用蘑菇包裝的蘑菇

圖片來源:motionelements.com

講到蘑菇,大家會立刻想到什麽呢?瑪利歐裡吃了就會長高的蘑菇?《菇菇栽培研究室》的各種蘑菇人方吉變體?還是童話故事裡的蘑菇屋?其實蘑菇,或説真菌類,近年來已經成爲許多研究室的重點項目,他們致力於研究使用真菌來處理塑膠垃圾、或開發永續建築材料,或許真正意義上的「蘑菇屋」,離我們並沒有很遙遠呢!

撰文/林孟學

●蘑菇居然可以吃塑膠?

2011年,耶魯大學的學者發現一種以塑膠為食物來源的真菌,一時造成轟動。這種名為Pestalotiopsis microspora的真菌能分泌出可以分解塑膠的酵素。[1] 2017年,巴基斯坦也首次發現塔賓麴黴(Aspergillus tubingensis)這種真菌,可以在幾個星期之內分解掉聚氨酯材料(PU)。PU常被用於做輪胎、塑膠海綿和醫用器材,如果沒有這種真菌,PU通常需要幾年、甚至幾十年的時間才能完全分解。[1]

來自德國亥姆霍茲環境研究中心(Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung)的Dietmar Schlosser認爲其他真菌肯定也有類似的能力。[1] 在真菌的構造當中,有一部分是由細絲纖維組成的,稱爲「菌絲體」,可以分泌特定的酵素來分解出環境中的營養物質,吸收這些營養來成長 [2],而這個對真菌來説可以説是「覓食」的行爲,在科學家眼裡,卻看到了一個藉由酵素分解污染物的可能性。

例如眾所皆知的秀珍菇(Pleurotus ostreatus)就被發現可以降解有毒的多氯聯苯(PCB),幫助去除土壤廢水中的污染物。[3] Schlosser的團隊正在研究有沒有其他以污染物爲食的真菌,因爲雖然真菌是地球上最常見的生物之一,但是到目前為止,世界上只有大約10%的真菌是已知的。Schlosser直言:「真菌的潛力絕對比我們目前所知的要大得多。」[1]

●蘑菇包裝取代塑膠包裝?

不僅如此,真菌的菌絲體還可以用於製造環保包裝。瑞士初創公司Mycrobez在2020年正式以真菌包裝為號召,向聚苯乙烯泡沫塑膠(俗稱保麗龍)宣戰。[4] 保麗龍因爲絕緣、輕巧的特性,被大量用於大型電器包裝,也因爲它可以隔音和隔熱,常被用於建築材料。但這麽好用的保麗龍,卻是危害海生生物最劇的海洋漂流物。[5]

而以菌絲體為基礎的包裝就被認爲是取代保麗龍的絕佳選項:這種材料平均只需要7天就能成型,並且完全可以作爲堆肥回收,在丟棄45天後降解完畢![5] 它同樣具有隔熱的效果,還外加彈性好、防水又防火。

在加工製造方面,菌絲體可以向任何方向生長,形成你能想像到的所有形狀;同時菌絲也是天然的粘合劑,可以將稻殼、木屑或玉米秸稈結合在一起。送入烤箱後,讓真菌在加熱過程中停止生長,就能完成硬化的複合包裝。[4, 5]

不少研究員和設計師也突發奇想,用它們來製作燈罩、地毯和床頭櫃,甚至是耐熱瓷磚。紡織公司Bolt Threats也嘗試結合玉米秸稈和菌絲體,進行鞣制、壓縮,生產環保皮革,來取代需要培育數年的動物皮革。[6] 未來,真菌甚至可以取代某些傳統建築材料,例如混凝土。[1, 2]

●長得不蘑菇的蘑菇屋

2017年,建築師Dirk Hebel和工程師Philippe Block建造了一座幾乎完全由蘑菇組成的雕塑MycoTree,用竹製端板、金屬銷釘、蘑菇菌絲體網建造了一層樓高的結構。然而,MycoTree並不適合大量生產,而且要維持結構的穩定性,造型的設計必須非常精巧。[6]

值得慶幸的是,還有更多機構正專注於開發以蘑菇為原料的建築材料。美國加州的MycoWorks公司,結合木材與蘑菇菌絲體,製造出了堅硬且兼顧阻燃的磚塊;澳洲墨爾本皇家理工大學(Royal Melbourne Institute of Technology)的生技專家Tien Huynh和他的團隊,則是嘗試將變色栓菌(Trametes versicolor)與稻殼、碎玻璃混合在一起,製造可以阻燃、甚至防白蟻的真菌磚塊。[7] 德國柏林工業大學(Technische Universität Berlin)的生技專家兼藝術家Vera Meyer也發現了木蹄層孔菌(Fomes fomentarius)的潛力:堅固又輕巧,甚至適用於3D列印。[1, 2, 8]

更讓人興奮的是,專家正在嘗試運用真菌的生長特性,來開發所謂的「智能混凝土」。混凝土隨著老化和水分流失,容易形成裂縫、最後碎裂。美國紐約賓漢頓大學(Binghamton University)和紐澤西羅格斯大學(Rutgers  University)的研究團隊選擇了真菌作爲解決方案。他們將里氏木霉(Trichoderma reesei)的孢子嵌入混凝土中,讓它們在裡面休眠;當混凝土產生裂縫,孢子就會暴露在空氣和水中,開始在裂縫中生長,而生長過程中,所產生出的碳酸鈣就可以填充裂縫,等同於自行修復,防止混凝土進一步瓦解。[9]

那麽,最實際的問題來了:何時能看到這些真菌製品出現在我們的生活中呢?事實上,這也是最大的難題。真菌的生長過程對細菌污染非常敏感,這使得真菌材料製程的工業化變得非常困難,要對真菌的生長環境進行滅菌,同時保持真菌的特性和生長速度,才有機會真正實現商業化。

但毫無疑問地,真菌的獨特潛力給我們勾勒出了一個值得期待的未來:住在蘑菇屋裡,吃著用蘑菇材料包裝的食物,包裝不需要回收,出門時隨手堆放在社區花園裡做堆肥;與此同時,在城市的邊緣,有一大群真菌正安靜地咀嚼消化那些無可避免的塑膠垃圾。

 

參考資料:

  1. Jana Sepehr. (2021). Kleiner Pilzführer: Zunehmend widmen sich Forscher verschiedensten Pilzen, um Plastikmüll zu beseitigen oder nachhaltige Baustoffe zu entwickeln. https://www.fluter.de/pilze-plastik-muell-nachhaltigkeit.
  2. Futurium. (2019). MY-CO Build. https://futurium.de/en/my-co-build.
  3. Rima Sabina Aouf. (2018). Mushrooms have the power to eat plastic say scientists. https://www.dezeen.com/2018/09/25/state-of-the-worlds-fungi-report-mushrooms-eat-plastic-kew-gardens/.
  4. Sedrik Eichkorn. (2020). Schweizer Start-up sagt Styropor den Kampf an – mit Pilzen. Schweizer Radio und Fernsehen. https://www.srf.ch/news/schweiz/plastik-in-der-umwelt-schweizer-start-up-sagt-styropor-den-kampf-an-mit-pilzen.
  5. Nadine Sieger. (2020). Pilze statt Plastik: So einfach kann jeder von uns weniger Müll produzieren. ELLE. https://www.elle.de/pilze-statt-plastik.
  6. Amy Frearson. (2017). Tree-shaped structure shows how mushroom roots could be used to create buildings. https://www.dezeen.com/2017/09/04/mycotree-dirk-hebel-philippe-block-mushroom-mycelium-building-structure-seoul-biennale/.
  7. Richard Gray. (2019). The unexpected magic of mushrooms. BBC Future. https://www.bbc.com/future/article/20190314-the-unexpected-magic-of-mushrooms.
  8. Chen, H., Abdullayev, et al. (2021). Extrusion-based additive manufacturing of fungal-based composite materials using the tinder fungus Fomes fomentarius. Fungal biology and biotechnology, 8(1), 21.
  9. Avery Thompson. (2018). Embedding Fungus in Concrete Could Make the Material Self-Healing. Popular Mechanics. https://www.popularmechanics.com/technology/infrastructure/a15855951/embedding-fungus-concrete-material-self-healing/
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