引言：

菌絲體建筑材料（Mycelium-Based Building Materials），是一種以真菌菌絲體為主要成分，通過生物合成技術制成的新型可持續建筑材料。

基于菌絲體的生物復合材料已被發明并廣泛應用于建筑、制造、農業和生物醫學等不同領域。

菌絲體作為真菌的營養部分，具有獨特的利用農作物廢棄物（如甘蔗渣、稻殼、棉花秸稈、秸稈、秸稈等）作為生長基質的能力，可以在不輸入能量或不產生額外廢棄物的情況下，將廢棄物從碎片整合為連續的復合材料。

它們的低成本和環保特性吸引了人們對其研究和商業化的興趣。例如，以菌絲體為基礎的泡沫和夾層復合材料已被積極開發用于建筑結構。它可以用作合成平面材料（如塑料薄膜和片材）、較大的低密度物體（如合成泡沫和塑料）和半結構材料（如鑲板、地板、家具、甲板）。

研究表明，這些復合材料的材料功能可以通過控制真菌的種類、生長條件和生長后處理方法來進一步調整，以滿足應用中的特定力學要求（例如結構支撐、隔音和隔熱）。此外，菌絲體可用于制備幾丁質和殼聚糖，已應用于傷口愈合的臨床試驗，顯示出生物醫學應用的潛力。

目前，菌絲體建筑材料還處于發展的初期階段，雖然在實驗室和一些小規模的應用中取得了一定的成果，但要實現大規模的商業化應用仍面臨一些挑戰。例如，生產效率較低，大規模生產的技術和設備還需要進一步研發和完善；材料的性能穩定性有待提高，不同批次的產品可能存在性能差異；與傳統建筑材料相比，成本較高，這在一定程度上限制了其市場推廣。

關鍵詞：真菌菌絲體、生物合成、可持續建筑材料、農業廢棄物

 1. 技術的起源、演化以及發展簡史

菌絲體材料的概念源于真菌學與材料科學的交叉研究。

20 世紀中期，科學家發現真菌菌絲體在自然環境中可通過分解有機物形成高強度網狀結構，這一特性引起了材料領域的關注。科學家發現菌絲體在生長過程中分泌酶類（如纖維素酶、木質素酶）分解有機基質，同時通過菌絲體的機械纏繞和生物聚合物（幾丁質、葡聚糖）的合成，將松散的農業廢棄物顆粒粘合為具有初步強度的塊狀材料（類似天然 “生物膠水” 與 “骨架” 的結合）。

早期的材料性能不穩定（強度、耐久性依賴自然生長條件），未形成可控的工業化生產流程。

隨后，真菌菌絲體可將農業廢棄物（如秸稈、木屑）粘合為具有一定強度的復合材料。這一階段的研究，主要停留在實驗室觀察，未形成系統性的技術開發。

1980 年代，日本學者嘗試將菌絲體用于土壤修復和生物降解材料，但未涉及建筑領域。

2007 年，美國 Ecovative Design 公司成立，標志著菌絲體材料從實驗室走向商業化。首次實現菌絲體材料的標準化生產，提出 “菌絲體粘合技術”（Mycelium Binding Technology）。

該公司建立可控環境培養體系（精準控制溫度、濕度、氧氣濃度），實現菌絲體在 7–14 天內完全包裹并粘合基質，形成密度 0.3–0.6 g/cm3、抗壓強度 1–5 MPa 的基礎材料（接近輕質混凝土）。

該公司創始人 Eben Bayer 和 Gavin McIntyre 利用農業廢棄物與真菌菌絲體結合，開發出可降解包裝材料，并于 2010 年在 TED 演講中展示其蘑菇包裝技術。

這一階段的技術核心是基質優化（如玉米秸稈、稻殼）和菌絲體生長控制，但主要應用于包裝領域，建筑方向尚未突破。

2010 年代，菌絲體材料逐漸從包裝向建筑領域延伸。

2014 年，設計師 David Benjamin 與 Ecovative 合作，使用菌絲體磚塊在紐約建造了 12 米高的 “Hy-Fi” 塔，這是菌絲體材料在建筑中的首次實際應用。該項目驗證了菌絲體磚塊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

2020 年后，菌絲體建筑材料進入快速發展期。企業與研究機構聚焦生產效率提升和性能穩定性。例如，Ecovative 推出第二代空氣菌絲體材料，實現 9 天內生產菌絲體皮革，并探索其在建筑保溫中的應用。英國 Biohm 公司開發菌絲體隔熱板，計劃在歐盟推廣。數字化技術（如 3D 打印、AI 模擬）被引入，優化菌絲體生長路徑和材料性能。

Biohm, a British company, develops mycelium insulation panels and plans to roll them out across the EU

2024年，NASA 資助 “離地取樣” 項目，探索菌絲體材料用于月球和火星棲息地建設，利用其耐輻射和自修復特性。

 2.菌絲體材料未來趨勢

目前菌絲體材料在非承重墻、裝飾構件、隔熱板、隔音板等方面已有應用，未來在這些領域的應用將更加廣泛和深入。例如，開發出更多形式和功能的裝飾板材，滿足不同建筑風格和審美需求。

通過基因編輯技術，可以對菌絲體的基因進行改造，使其具備更優異的性能，如更高的強度、更好的防水性和耐久性等。同時，優化生長環境，精確控制溫度、濕度、光照等條件，也能進一步提升菌絲體材料的性能，使其更接近或超越傳統建筑材料。

研究人員正在探索提高菌絲體材料承重能力的方法，若能取得突破，菌絲體材料有望應用于建筑的承重結構中，如用于制造輕型屋架、橋梁結構等，從而擴大其在建筑領域的應用范圍。

除了建筑領域，菌絲體材料還可能在其他行業得到應用，如汽車制造中的內飾材料、電子產品的外殼材料等，實現多領域的廣泛應用。

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