真菌基材料或可成为可持续的混凝土替代品

这是一个难以解决的问题，因为要做到这一点，我们需要找到像混凝土一样坚固且几乎不需要维护的环保材料。正因如此，科学家们一直在研究工程生物材料（ELM），这种材料将细菌等生物体与非生物成分结合在一起，赋予材料独特的性能和结构优势，同时减少对水泥作为粘合剂的依赖。

蒙大拿州立大学的一个工程师团队利用真菌的根状菌丝网络以及经过特别挑选的细菌开发出了一种建筑材料。

这种混合材料克服了 ELM 面临的两大挑战。首先，这些材料在非理想条件下通常只能存活几天或几周，之后就会失去其独特的性能。其次，矿物质（如碳酸钙）沉积在菌丝体结构上的方式通常无法控制，从而无法形成使材料坚固耐用的内部几何形状。

研究人员选择了一种名为N. crassa的真菌，这种真菌具有快速的菌丝生长，以及一种称为微生物诱导碳酸盐沉淀 (MICP) 的特性，可以将松散的沙子或土壤变成像水泥一样坚固的东西。

他们还引入了一种名为巴斯德氏菌（S. pasteurii）的细菌。我们之前曾见过这种细菌被用来修复月球土壤制成的砖块，用于在月球上使用，也用于修补地球上的坑洼。这是一种生物矿化细菌，这意味着它可以制造固体矿物。

选择真菌可以让研究人员在很长一段时间内测试其作为 ELM 中的活体成分的生存能力，既可以作为 MICP 的系统，也可以作为支持自我修复S. pasteurii 的系统。

蒙大拿州立大学助理教授切尔西·赫弗兰（Chelsea Heveran）是发表在《细胞报告物理科学》（Cell Reports Physical Science）杂志上的这项研究的作者，她解释了使用粗糙脉孢菌（N. crassa）菌丝体的另一大优势。“我们了解到，真菌支架对于控制材料的内部结构非常有用，”她说。“我们创建了类似于皮质骨的内部几何结构，但展望未来，我们也可能构建其他几何结构。”

这意味着可以使用该系统在材料内创建结构复杂性，以增强强度和刚度。

这是首次对真菌菌丝体作为生物矿化 ELM 生产支架进行测试。

由细菌矿化菌丝体支架制成的小梁 Viles等人/《细胞报告物理科学》

研究小组发现，支架中的微生物至少能存活四周，并保持代谢活跃。这比许多其他 ELM 候选材料的存活时间更长，这可能是制造出坚固耐用、具有自修复等实用特性的建筑材料的关键。

为此，研究人员计划尝试诱导细胞存活更长时间，并确定大规模生产它们的方法。

如果研究人员成功，他们就能找到一种可行的传统混凝土补充材料。当然，他们必须克服混凝土作为建筑材料的最大障碍，包括榆树纤维（ELM）成本较高、能否使其尽可能容易地获取以便按需采购和储存，以及是否适用于各种建筑项目。