私たちの将来の家はキノコの家かもしれません

2014 年夏天,纽约市当代艺术中心 MoMA PS1 外头出现一座奇怪的建筑。 看起来像是有人开始建造冰屋,然后就突发奇想,将白色的砖堆成了巨大的塔楼。 但这座建筑真正令人印象深刻的不是它的外观,而是它居然是“长成”的。

下图这个名为 Hy-Fi 的装置,是由纽约的建筑设计工作室The Living设计和创造 。这个建筑使用了10,000 个生物砖,而每一块砖都是将农业废物和菌丝体(制造蘑菇的真菌)包装到模具中,并让它们长成固体而制成。 

真菌巨塔 Credit: trevor.patt, flickr
真菌砖块 Credit: trevor.patt, flickr
模型 Credit: trevor.patt, flickr

这座蘑菇塔给了建筑研究员艾尔斯(Phil Ayres) 一个想法。 他在丹麦哥本哈根信息技术和建筑中心工作。而这个项目所示范的,主要使用真菌作为建筑物的组成部分, 例如砖块 ,而还没有考虑可以用真菌建造哪些新型的建筑。    

所以,他和三个同事开始了 FUNGAR项目——探索可以用蘑菇建造什么样的新建筑。 

科学家们正探索将菌丝体(产生蘑菇的真菌)转化为新型建筑材料的可能性。图源 – Rob Hille/Wikimedia, CC SA3.0

蘑菇,听起来就像是一种古怪的建筑材料。当今,建筑和施工占 人为二氧化碳排放量的 39%  — 其中高达 2.1 %的排放量,来自钢铁和混凝土的制造。建筑业必须使用大量的自然资源。以沙子为例,沙子是混凝土的主要成分之一。制造混凝土需要一种特殊的、恰到好处的粗糙度;也因此 成为一种利润丰厚的商品,在世界许多地方,建筑用的沙子都被黑黑社会组织控制,或是有船只专门前往海岛偷挖沙石运走。  

随着世界人口增长更快、更富裕,这样的问题将在未来几十年间恶化。我们需要更多的房子,而未来需要建造的数量也是惊人。 比尔盖茨甚至比喻过,“这就像在接下来的 40 年里,每个月都得建造一座曼哈顿。” 

真菌砖 

真菌真的有用吗?荷兰乌得勒支大学的真菌学家Han Wosten教授说,那是当然的。真菌不像植物那样消耗二氧化碳,而是像动物般需要消化食物,从而产生二氧化碳。然而,真菌消化的是有机废物(例如秸秆或其他低价值农业废物),而这些物质也只能通过堆肥或燃烧降解为 CO2。此外,真菌砖永久固定住其中的一些废物,因此可以作为碳储存。这些都是用真菌建筑的好处。

真菌砖。图片来源:trevor.patt,flickr

FUNGAR 项目开始于2019年,而Wosten教授一直在试验如何制造建筑材料 – 其研究团队将菌丝体(真菌的“根”)与稻草等农业废物结合起来,然后让真菌生长大约两周,直到真菌在稻草上定植。与稻草结合在一起,产生一种白色泡棉状的材料。然后,对其进行热处理以杀死有机体,或是进行其他处理,例如加上涂层或挤压。  “如果我们挤压的话,可以得到像硬纸板的材料,”  Wosten教授说。他们利用各种不同真菌和农业废物的类型、生长条件和处理方式,产生出各种具有不同力学性能的建筑材料。   

菌丝体复合物在编织支架上生长 7-10 天后,最终将结构包裹起来。 图片来源 – FUNGAR/CITA,2019-2020

Mogu是一家位于意大利米兰的公司,其首席技术官Antoni Gandia 是 FUNGAR 项目的一个合作伙伴,已经开始生产和销售基于菌丝体泡绵的隔音天鹅绒纹理墙砖和地砖。他们还在开发菌丝体的建筑保温材料。

研究员艾尔斯说,现在将房子完全由真菌制成还为时过早,但是绝对已经可以在局部使用了。 他希望FUNGAR 项目不仅仅使用真菌产品作为现有建筑设计的组件,还想考虑用真菌建造全新的建筑。在他看来,最重要的是用活菌建造。 

活菌 

使用活菌建筑物有两个主要优点。首先,活的真菌可以是一种自愈材料,如果受到损坏,会重新生长。其次,菌丝体网络能够进行信息处理。电信号可以通过它们,并以几乎类似于大脑的方式随时间变化。  “我们发现,真菌材料通过改变它们的电活动模式,来对触觉刺激和照明做出反应,” Andrew Adamatzky 教授说,他是英国西英格兰大学教授,与 Ayres 一起研究真菌建筑项目。 

蘑菇建筑的结构可以独立感知和响应其环境。例如,菌丝的二氧化碳水平升高时,会自动打开窗户,平衡气体。

用活菌丝体做建筑物,将是一个巨大的挑战。因为真菌生长的时间越长,它分解的基质材料(稻草或其他废物)就越多 ,会破坏稻草等材料的结构完整性,因此真菌生长太久也不好。不过,这个问题有办法解决。第一种方法,是剥夺真菌的水份,使其进入休眠状态:活着但不生长。想法是 用两层死真菌建造墙壁,里面包裹一层活真菌。这样就可能封住内层的水份,使真菌处于休眠状态。 

菌石板是通过将复合材料倒入模具制成的。图片来源 – FUNGAR/CITA,2019-2020

美国堪萨斯州立大学的 Jonathan Dessi Olive ,是少数探索过建筑用真菌的人之一。他说使用活菌丝体是一个非常有趣的新想法,因为它提供了建筑物自我修复的可能性。但对他来说,“真菌材料”的真正吸引力在于它们“重塑我们对建筑永久性的看法。

“如果我们的一些建筑(不是全部)只需要使用几年,然后可以回收成食物或能源呢?”他说。

FUNGAR 项目的下一个主要目标,是在一年内建造一座小型独立式建筑,然后监控这个生物结构的发展和变化。 这是很重要的,因为我们目前尚不清楚究竟哪种结构最终可能由真菌制成,但可以从小处开始。 “我绝对不敢穿过一座由真菌制成的桥,你说呢?” Wosten教授开玩笑地说。

最后,你可能想知道开头的纽约冰屋式结构 Hy-Fi 最后怎么样了。而答案也显示出菌丝体建筑最美丽之处 — 他们没有被破坏球砸坏或变成巨型垃圾,而是在拆除后成了堆肥。

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