真菌棺材、真菌泡沫、真菌纸……真菌真的就是宝

2021-08-14 20:57哔普星人
科学大众(中学) 2021年8期
关键词:壳聚糖真菌泡沫

哔普星人

科学界和产业界都越发感受到了真菌的“宝藏属性”——只要你愿意挖掘它们,就一定能挖出令你惊喜的财富密码、健康密码以及环保密码。

热爱生活的你或许知道,真菌可被用于发酵包括啤酒、葡萄酒、面包、酱油等在内的食品和饮料,许多素肉的生产也要靠真菌菌丝体帮忙。如若翻翻冷知识合集,你还可能发现5000年前的古人就会用真菌子实体制作“纯素皮革”。当然,随着技术的进步,如今的市场正迎来崭新的菌丝体皮革。

那么,我们提出两个问题:为什么真菌如此神通广大?除了做食物、造皮革,研究者还发现了它们的哪些神奇用途?

真菌泡沫经济又环保

真菌泡沫是一种极具商业潜力的新型环保材料,简单概括它的制备机制,就是将农副产品(例如稻壳、麦秸秆、甘蔗渣和糖蜜)与真菌根部黏结,通过真菌生长,最终得到菌丝体泡沫。

整个制备过程简单、经济又环保,得到的泡沫材料可生物降解,符合碳中和理念,能替代很多目前常用的商业包装材料,例如聚苯乙烯泡沫。

真菌泡沫作为可持续包装材料正变得越来越流行,宜家已经承诺将使用它们。

很多企业也在积极推进真菌泡沫材料的研发和推广。在他们看来,这玩意儿势必掀起一场环保新材料革命,替代传统皮革,出现于灯具和家具中,甚至在建筑行业大显身手——用作隔热、地板或嵌板。研究显示,就隔音和隔热性能而言,真菌泡沫可以叫板现有商业材料。

此外,在这些泡沫中添加诸如玻璃粉(压碎的玻璃碎片)之类的工业废料,可以提高其耐火性。

另一方面,单用菌丝体(不混合其他农作物废料)可生产出更柔韧的海绵状泡沫,用于面部海绵、人造皮肤、油墨和染料载体、鞋垫、软质家具和纺织品等。

真菌造纸好处多

壳多糖具有纤维状结构,类似木材中的纤维素,常见于蟹壳和昆虫外骨骼,而真菌丝状体也含有此类聚合物。

这意味着真菌纤维可以被加工成极薄的片层,恰如用木材造出的纸张那般。

若用拉伸的方式去检测真菌纸的强度,你会惊讶地发现它们柔韧胜过塑料,强硬不输钢材(相同厚度)。

当然,不同类型的真菌或真菌的不同部位造出来纸的强度自有差异。如果你希望获得如橡胶般柔韧的产品,合理选择原料所属的真菌类型或部位即可。同理,你也可以通过这种方式自定义纸张的透明度。

如果让真菌在富含矿物质的环境中生长,它们会吸收矿物质并将其整合到结构中,从而使造出来的真菌纸拥有耐火性。

此外,真菌表面具有疏水性,因此真菌纸难以被水浸润。

真菌纸变身真菌环保膜

如果把壳多糖进行一番化学修饰(通过暴露于酸或碱来实现),就可以得到壳聚糖。它有什么用呢?

壳聚糖带电荷,具有吸引重金属离子的能力。

我们设想一下,如果将带电荷的壳聚糖与菌丝体网络耦合在一起,而这个菌丝体网络又足够复杂密致,复杂到可以防止固体、细菌甚至病毒通过,会发生什么呢?

这样做的结果就是获得水净化功能——换句话说,前面提到的真菌纸在经过化学修饰后,兼具吸引重金属离子和防止各类颗粒透过的能力,成为具备水净化特性的环保膜。

有研究团队发现,这种真菌水净化膜材料稳定、易于制备且可用于实验室过滤。

尽管该技术尚未实现商业化,但它有望减少合成过滤材料对环境的影响,并在某些特殊情况下用于提供更安全的饮用水。

利用真菌抵抗细菌

富含殼聚糖的真菌在生物医学领域也显示出巨大潜力。

目前,真菌材料已被用于制作具备有效愈合伤口能力的敷料。此外,它们拥有抗菌性能和止血效用,还可以支持细胞增殖和附着(尽管这些特点还没在市场上兑现价值)。真菌酶则善于对抗活跃于蛀牙中的细菌,美白牙齿,破坏引发口臭的化合物。

关于真菌在抗生素方面的卓越功勋,已无须赘言。由青霉菌制成的青霉素是人类医学史上一项惊天动地的成就,挽救了无数人的生命,也成为现代医疗体系里的重要基石。

在细菌耐药性不断增强的今天,科学家积极从真菌和土壤细菌处寻找更多新的抗生素,并试图借助基因组测序技术,发掘真菌在开发新型抗生素方面的潜力。

真菌具备“宝藏属性”

真菌毫无疑问是人类可持续发展事业的好帮手。论修复环境,真菌说第二,没谁敢称第一。

美国真菌学家保罗·斯塔梅茨曾提出“真菌修复”一词,意思是通过真菌来降解环境中的污染物。

真菌能分泌酵素,把很多有机污染物分解为小分子,部分真菌还能吸收环境里的油、毒素、染料和重金属离子等,储存在子实体内。在清理受污染工业场所这件事儿上,真菌值得托付。

它们还被用于堆肥处理一些合成塑料,例如聚氨酯。在堆肥过程中,塑料被埋入特定土壤,副产物降解后就会被特定的真菌消化。

真菌甚至能帮助提炼生物燃料。

值得一提的是,曾有设计师制作出真菌棺材,可快速将尸体分解成植物所需的养分,加速逝者“回归自然”的过程。这位设计师名叫鲍勃·亨德里克斯,来自荷兰,他创办的生物技术公司Loop致力将已故人类的营养物重新输送回自然,打通从墓地到森林的营养传送路径。

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