研究发现可利用蘑菇将有机废物转化为可堆肥产品

　　悉尼大学的研究人员开发了一种生物种植工艺，利用蘑菇将有机废物转化为可堆肥产品，作为塑料的低成本、可持续解决方案。

　　悉尼大学的学者将设计、技术和生命科学结合在一起，利用食用菌的独特特性来种植日常用品。

　　他们的论文最近发表在2023 年 CHI 计算系统人为因素会议论文集上，由建筑、设计与规划学院生物设计项目主任 Phillip Gough 博士领导的多学科团队撰写。来自计算机科学学院和悉尼纳米研究所的 Anusha Withana，包括来自生命与环境科学学院的副教授 Michael Kertesz 和来自计算机科学学院的 Praneeth Perera。

　　他们的工作提出了一种将可持续真菌材料(蘑菇菌种和废料(例如锯末和纸板)的混合物)种植成日常产品的 3D 形式的方法。通过使用交互式软件和生物设计过程——将复杂的设计转化为模具——他们基本上创造了一个可以生产产品的活体材料模型。

　　Philip Gough 博士说：“我们在‘自己种植’蘑菇套件方面取得了成功，添加了当地咖啡馆的咖啡渣，然后 3D 打印了详细的模具，将材料制成有趣且有用的设计，”谁与 Anusha Withana 博士共同领导了研究团队。

　　“它很轻，感觉像纸，所以对设计师来说很有趣。由于可堆肥，它是塑料的可持续替代品，在技术过时后它仍能在环境中长期存在。也许有一天你的智能家居助手和其他电器的封面设备将由一种材料制成，一旦你用完它就不会去垃圾填埋场，而是进入你的花园。”

　　该研究着眼于设计师如何在设计过程中利用食用菌的天然能力。一些蘑菇，例如可以在杂货店找到的牡蛎品种，或药用灵芝，可以用来制作新材料。这些蘑菇在生长过程中会将原始的有机废物结合在根部网络中，形成称为菌丝体网络的结构。如果在生长蘑菇之前将物质干燥，菌丝体可用于形成皮革状织物，或一种轻质、坚硬的材料，可以塑造成各种形状。

　　研究人员铸造了简单形状的模具，如球体、茶壶和兔子，然后将这一过程进一步发展为更复杂、更实用的设计，利用了蘑菇的自然能力。菌丝体也可以围绕集成电子设备生长——例如，研究人员展示了一个案例，在这个案例中，这种可持续的方法被用来种植带有传感器的花盆，以自动监测和报告植物的土壤状况。

　　“我们采用了‘材料至上’的设计方法——根据材料的独特特性创建原型。例如，它的隔热性很好，所以我们制作了一个咖啡杯架。我们还为植物制作了一个有纹理的花盆，当植物被分解时，它会分解准备更大的锅。我们还表明，myco-materials 也可以模塑以容纳智能扬声器等电子设备，”Philip Gough 博士说。

　　“当一个普通技术的塑料外壳坏了(也许是狗咬电视遥控器)时，你几乎不可能自己修理，因为你不能在家里制造塑料部件。霉菌材料为自我修复和 DIY 提供了机会，因为它们可以在家里种植。破碎的塑料部件也是废物，可能无法回收，但真菌材料可以堆肥。”

　　“我们的流程可供任何人在家中使用，无需任何专门的生物实验室设备。例如，我们展示了一种用便宜的搅拌机、高压锅和冷藏箱代替昂贵的实验室设备的方法。我们开发的软件管道需要与流程相关的所有复杂性都被排除在外，因此您可以将您的设计转换为可扩展的格式，而无需担心所有底层技术细节。

　　“我们工作的另一个领域是为残疾人或慢性病患者创造辅助设备。我们经常与像斯里兰卡这样的发展中国家合作，在这些国家，材料的成本和可及性是一个大问题。这种方法将使我们能够轻松地种植东西以一小部分成本在当地获得有机废物，”他说。

　　随着自然资源的日益稀缺和环境问题的日益关注，人们对可持续制造方法的兴趣越来越大。2021 年，CS​​IRO 将废纸板和废纸确定为澳大利亚循环经济发展的机遇。

　　“我们的过程提供了一个巨大的机会。例如，澳大利亚是一个大国，有许多偏远地区，供应链是一个大问题。我认为像我们提出的方法可以从根本上改变我们对供应链的看法。将来，您的下一个设备可能会从厨房垃圾箱中的有机废物中生长出来，而不是需要从很远的地方运输的塑料或金属，”Withana 博士说。

　　“传统制造业也是能源密集型行业。塑料由化石燃料制成，需要在全球范围内开采、运输、加工和制造，”高夫博士说。

　　“我们的工作彻底改变了这一点。真菌材料是节能的，甚至可以成为碳汇。它们从废料中获取能量，例如锯末、纸板或咖啡渣。

　　“作为一名设计师，使用一种材料在其外观上生长并表达某种能动性是很有趣的。最重要的是，我们只是刚刚发现它的用处，所以我们迫不及待地想看看我们还能做什么可以制造，”他说。

　　该团队现在正在探索如何直接使用真菌材料进行 3D 打印，从而使他们能够进行更大规模的工作并总体上使用更少的材料。