一、中国科学院发布“活体纺织材料”:真菌织出“会生长”的连衣裙
时间: 2026年8月24日(研究成果发表于7月25日《科学进展》期刊)
事件: 中国科学院深圳先进技术研究院定量合成生物学全国重点实验室钟超团队,以蛹虫草菌丝为结构底盘,建立了一个可成形、可加工、可功能化、并能保留生物响应能力的活体纺织材料平台,并利用该平台成功“织”出一条具备生命活性的连衣裙。相关研究成果发表于国际知名期刊《科学进展》(Science Advances)。
编辑总结:
一、为什么是蛹虫草?——从餐桌到实验室的材料革命
蛹虫草,俗称“虫草花”,是生活中常见的食材和药材。但钟超团队发现,它在材料科学领域有着独特价值——蛹虫草在液体培养中可以形成相对均一、富含纤维状菌丝的菌丝球,这些菌丝小球在过滤和干燥后能自然连接成片。
论文第一作者、深圳先进院合成所助理研究员李柯介绍:“蛹虫草并非在所有方面都优于其他真菌,但特别适合我们设想的材料制造方式,因为它不需要外部支架就能自成一个结构单元,且材料成型后还能保留生物活性。”
传统菌丝材料加工面临两大瓶颈:一是高温干燥、压制或化学交联等工艺会导致真菌失去活性,材料成型后无法继续生长;二是菌丝面料普遍较脆、容易坏,存在厚度和结构不均、批次质量不稳定等问题。钟超团队的突破在于,通过增塑处理使蛹虫草菌丝片材变得柔软,实现可折叠、裁剪和缝制。处理后的材料触感接近柔软的无纺布或轻薄的类皮革材料,且不带以往菌丝面料中常有的“蘑菇气味”。力学性能方面,用蛹虫草菌丝制成的4条窄片扭成的细绳,可承载1千克重物,兼具柔韧性和结构强度。
二、“结构底盘+功能模块”——活体材料的可编程逻辑
这项研究的核心创新在于“活体”二字。传统纺织材料一旦成型,功能便已固化;而蛹虫草菌丝材料保留了生物活性,可以持续响应外部刺激并实现功能演化。
研究团队按照“结构底盘+功能模块”的设计思路,对菌丝片材进行了系统性的功能化改造:
色彩定制:引入工程酿酒酵母,使其稳定附着于菌丝网络,产生浅蓝、红、橙、深紫等颜色,同时不会明显削弱材料的力学性能。
自修复能力:借助蛹虫草菌丝自身的活性,在适宜的营养和湿度条件下,在菌丝片材的局部添加营养液,可引导菌丝按照预设区域生长并形成图案。当材料出现较大缺损时,向受损区域填入新鲜菌丝球,可以让菌丝再次生长,恢复其结构及表面功能。
自清洁功能:在空气中自然生成的菌丝——气生菌丝,由于其特殊的微观结构,可使材料表面呈现约145度的水接触角,水滴可快速滚落,从而无需合成涂层即可实现疏水和自清洁。
抗紫外线增强:开发出全新功能模块,使片材表面形成富含黑色素的气生菌丝层,增强材料的紫外吸收和抗氧化能力。
完全降解:材料在土壤中堆肥40余天后可接近完全降解。
这意味着,同一材料底盘可以通过组合不同微生物模块,获得可替换、可拓展的“百变功能”。
三、行业启示:从“制造”到“生长”的范式转换
传统纺织面料主要包括棉、麻、丝、毛等天然纤维,以及涤纶、锦纶等合成纤维。天然纤维亲肤舒适,但生产受限于土地和水等自然资源;合成纤维依赖不可再生的化石资源,在自然环境中难以降解。活体纺织材料的出现,提供了一种全新的替代路径——让材料“生长”出来,而非“制造”出来。
从产业应用角度看,这一技术目前仍处于实验室阶段,距离大规模工业化生产还有相当距离。但其展现出的技术想象力不可低估:
可持续时尚:可降解、可再生的特性,直击时尚产业“每年产生大量纺织废料”的痛点。材料在土壤中堆肥40余天可接近完全降解,为纺织废弃物的终极处理提供了生物解决方案。
智能服装:自修复、自清洁、可编程生长等特性,为下一代智能服装打开了想象空间——衣服可以根据穿着者的需求“生长”出特定图案或功能。
艺术与设计:活体材料的动态美学价值,为纺织艺术和时尚设计提供了全新的创作媒介。
正如研究团队所言,这一成果“有望为自适应、可持续的活体材料设计提供新思路”。从“会生长的连衣裙”出发,活体纺织材料或将重新定义“服装”这一概念本身——从一件静止的物品,变为一个持...
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