真菌材料让建筑“活起来”

粗糙脉孢菌可以构成活体建筑材料的支架。图片来源：SCIENCE PHOTO LIBRARY

本报讯看似微不足道的真菌和细菌竟有可能摇身一变，成为活体建筑材料的关键组成部分。美国研究人员利用真菌和细菌，制造出类似骨骼和珊瑚的坚硬活体结构，这些特殊材料不仅能够如有生命般地生长，甚至还具备自我修复的“超能力”，或许有朝一日可用作自我修复的建筑材料。4月16日，相关研究论文发表于《细胞报告-物理科学》。

如今，随着人们日益重视环境保护，努力减少废弃物和温室气体排放已成为全球共识。然而，在这一过程中，全球正面临一个棘手的挑战——如何找到更具可持续性的建筑材料。因为单是混凝土生产，就占了人类所产生的温室气体排放总量的5%以上。

因此，一些研究人员希望开发出由细胞制成的工程活体材料——具有自我组装、自我修复和进行光合作用等理想特性。

许多生物体中存在坚固的矿化结构，比如骨骼和珊瑚。美国蒙大拿州立大学的Chelsea Heveran和同事测试了是否可以在真菌菌丝体支架周围创造出类似的矿化结构，菌丝体是一种由微小分支丝状物组成的网络。

Heveran和同事使用一种名为粗糙脉孢菌的真菌培育了一个菌丝体支架，然后将细菌巴氏芽孢八叠球菌应用于该支架上。

随着真菌和细菌在培养基中代谢尿素，它们形成了一种由碳酸钙组成的硬化结构，而碳酸钙是构成蛋壳和贝壳的成分。

Heveran表示，开展这项研究的灵感来自骨骼，因为在骨骼中，生物矿化物质是在胶原蛋白和其他蛋白质构成的支架上形成的。“骨骼的重量很轻，但它的强度和韧性非常惊人。”

一般情况下，在实验室中制造出的其他活体材料只能“存活”几天，但Heveran团队开发的这种材料至少可以“存活”一个月。

“研究结果令人感到兴奋，我们期待设计出更复杂、更大的结构。当存活率足够高时，就可以真正赋予这种材料一种我们所看重的持久生物特性，比如自我修复、感知或环境修复等。”Heveran说。

澳大利亚悉尼大学的Aysu Kuru认为，该研究提出将菌丝体作为活体材料的支架介质，“是一种简单而有效的策略”。（蒲雅杰）

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2025.102517