想用設計改變世界?可以從「種蘑菇」開始

作者 | 發布日期 2020 年 04 月 04 日 0:00 | 分類 材料 , 生態保育 , 科技趣聞 Telegram share ! follow us in feedly


菌類,一種讓人感覺既熟悉又神祕的物種。

熟悉在於我們在市場就能買到冬菇、秀珍菇、蟹味菇等多種多樣的食用菌類,時而讓人有種菌類也是「被人馴化的物種」的感覺。

同時,我們卻是在近幾十年才發現,原來菌類在基因上其實更接近動物,而不是植物;去年,科學家才首次描繪出覆蓋全球 120 萬棵樹木的菌類「木聯網」(Wood Wide Web) ──在森林裡,和樹木共生的菌類在泥土下連接不同樹木的根部,形成一個巨大的「社交網路」。

沒人能確定自然界中一共有多少種菌類,有人預測該數字在 220-380 萬之間,但被人類記錄在案的種類暫時只有 12 萬種。

雖然我們對菌類的認知仍非常有限,但它們做為一種新型原材料所展示出來的潛力已經很了不起,未來,菌類也許真的會承包你生活的各方面。

有潛力取代塑膠,也能吃掉塑膠

每次扔掉快遞包裝和裡面用來緩震的發泡紙,都會讓人感到內疚但無奈。成立於 2007 年的美國公司 Ecovative Design 想靠「種蘑菇」來解決這個問題。

公司聯合創始人 Eben Bayer 在農場長大,「每到春天,菌類就會把木碎變成大木塊,卡在拖拉機裝載器,就麻煩了。」也是從那時開始,Bayer 就留意到菌絲體(mycelium)──也就是類似菌類的根部──的黏合能力。

▲ 我們平時比較少有機會看到菌絲體。(Source:Blast Studio

在仁斯利爾理工大學學習機械工程時,Bayer 進一步獲得試驗基於菌絲體的材料設計,最後決定和同學 Gavin Mclntyre 合作創業,開始用「種蘑菇」改變包裝業。

簡單來說,Ecovative Design 將像穀殼之類的農副產品消毒處理後和菌類一起放在模具裡,等上幾天,菌類就會「吃」掉穀殼,沿著模具蓬勃長出和發泡塑膠質感類似的菌絲體。完成培植後,菌絲體會被加熱風乾殺死,所以在日後使用時也不突然長出新菌絲體來。

▲ Ecovative Design 的緩震材料「成長」過程。(Source:Water Rush

這種材料被稱為 MycoComposite,由菌絲體和部分未被消化的農副產品結合組成。

▲ MycoComposite 緩震保護材料。(Source:ECOVATIVE DESIGN

理論上來說,只要做得出模具,你想成品長成什麼形狀都可以。更重要的是,在使用過後,消費者不必對其進行特別處理,簡單把包裝裡的緩衝材料掰小一點,扔在後花園的土地裡 30 天就會降解,甚至可以改善土壤質量

你甚至能把牠吃掉,但我們不鼓勵這樣做。

Bayer 在接受《紐約時報》的採訪時說。據聯合國統計,自 1950 年至今,人類已經製造了超過 83 億噸塑膠,它們被送到堆填區後,預計得要好幾個世紀才能分解。

除了減少對環境的壓力,Bayer 在 TED Talk 上也曾強調,由於菌絲體的高適應性,不同地方可根據當地情況選用不同的農副產品做為原料,減少運輸需求和降低原料依賴:

如果你在中國,可以用稻殼或是棉籽殼;如果你在北歐或北美,可以用蕎麥皮或者燕麥皮。我們的願景是打造本地化製造,就像別人鼓勵選用本地化食材一樣。

在過去多年裡,Ecovative 已經將這種包裝材料商用。在 2011 年至 2017 年間,戴爾也曾用 Ecovative 的菌類材料代替發泡紙,用於保護超過 90kg 重的伺服器。

此外,部分注重環境保護的公司甚至會和 Ecovative 合作設計整個產品包裝,不再限於包裝中的緩震零件。Ecovative 透過試驗將菌類和不同原材料結合,研發出多種擁有不同物理性質的菌絲體材料。

▲ 用 MycoComposite 材料做的燈罩。(Source:Ecovative Design

今年 3 月起,Ecovative Design 經由授權合作的方式擴展至英國,向當地市場提供泡沫塑膠替代品。此外,官方表示在澳洲和紐西蘭均找到了合作夥伴。

事實上,菌類除了有潛力替代塑膠,同時還有能力「吃掉」塑膠。

2017 年,研究人員發現塔賓麴黴(aspergillus tubingensis fungus)能夠分解塑膠,有望能協助解決全球塑膠垃圾問題。

我們平常用的一次性紙杯,雖然大部分材料都是紙漿,但就是因為杯子表面一層薄薄的防水塑膠塗層,導致這些杯子在使用後無法直接被回收。全球一年平均會消耗 5,000 億個一次性咖啡杯,造成大量垃圾。

▲ Blast Studio 用無法直接回收的一次性紙杯做原材料。(Source:Blast Studio

成立於 2018 年的 Blast Studio 發起「Lovely Trash」計畫,將普通無法回收的咖啡紙杯用做菌絲體「養料」,將原本的垃圾轉化成為製作家具的原料。

能做名牌手提包,也能織環保壽衣

成立於 2013 年,MycoWorks 是一家專注做「菌皮革」的創業公司,他們於今年 2 月獲得了 1.7 億美元的 A 輪融資。

▲ MycoWorks 的「菌皮革」Reishi。(Source:Vougue

MycoWorks 製作「菌皮革」Reishi 的原理和 Ecovative Design 大同小異,主要以消毒處理後的木屑、玉米棒等材料做為「養料」,然後開始「養蘑菇」。

具體來說,MycoWorks 採用的菌類是靈芝,種出 27 平方英尺的 Reishi 大概需要 2 週時間。官方宣稱,要獲得同樣面積大小的牛皮,則需花費大約 2 年。

▲ 另一種工藝下的 Reishi。(Source:Vougue

經過多年改善,現在 MycoWorks 已經能透過控制菌絲體生長過程中的燈光、營養、濕度等因素來控制最後成品的質感甚至是顏色,製造出質感如皮革的材料。據官方介紹,現在已經有多家歐洲奢侈品牌和鞋履品牌在使用 Reishi。

▲ Reishi。(Source:影片截圖)

和 Reishi 類似的,還有另一家材料創業公司 Bolt Technology 研發的 Mylo 材料。

除了利用菌絲體模仿現有材料,菌類也被用於為一種特別的衣服──壽衣創造全新的解決方案。

人類原本也是自然界的一員,「塵歸塵,土歸土」本是每個人故事理所當然的結束方式,但在現代生活方式下,研究發現人類的身體內本身已存在 219 種會對土壤造成污染的毒素,因此,「裸奔」埋葬法並不合理。

畢業後一直在研究菌類的藝術家 Jae Rhim Lee 想出了一個辦法。她和團隊設計出一套「無限壽衣(Infinity Burial Suit)」,這件看起來像「忍者睡衣」一般的衣服上布滿精心挑选和搭配的菌類,無限壽衣將逐漸將遺體中毒素清除,並轉化成植物可吸收的營養物質。

▲ 身穿「無限壽衣」的 Jae Rhim Lee。(Source:影片截圖)

與此同時,Jae Rhim Lee 也希望透過無限壽衣喚起人們對自身和環境的關係進行重新思考:

接受死亡,意味著我們承認自己是和環境緊密相連的物質存在。當我們認識到我們和環境相關聯,我們才會明白人類存亡取決於地球的存亡。我相信,這才是對環境確實負責的第一步。

不僅是地球的家,菌類也許會成為我們在其他星球的家

Ehab Sayed 想改變建造業,不僅是用「蘑菇」來創造更環保的材料,同時還想鼓勵材料製造商為產出付更多責任:

我一直都覺得很難以置信,製造商和材料研發商對其推出的材料的責任並不會延續至產品生命週期最後,我們處理這些材料垃圾的方式也是非常低效。

Sayed 創立的 Biohm 目前主要透過菌絲體分解農副產品甚至是包含石油副產品的廢料,培養特定類型的菌絲體,用於建築用的絕緣材料。

▲ Biohm 的菌絲體絕緣材料。(Source:Material Source

在建造過程中,不同類型的絕緣材料會被用於隔熱和隔音等功能。Sayed 聲稱,目前他們用菌絲體做出來的絕緣材料的性能近乎比市場上大部分現有材料都強。不過,Biohm 現在遇到的挑戰在於行業審批:

為了得到認證,我們必須符合行業標準,但那是按照合成材料來設定的,根本不適用於自然材料。譬如,你無法測量某些化學物質在我們材料中的使用量,因為我們根本就沒用它們。

據說,Biohm 現在正和英國標準學會合作商討制定一套新的標準,讓基於生物的材料進入建造行業。在實驗室裡搗鼓著 300 多種菌類的 Biohm 還在研發基於菌絲體的建築用磚。

除了製造新材料,Sayed 在討論公司的盈利模式時,提出了對材料負責週期的延長:Biohm 回收廢料是收費的,並能將這些廢料轉換成能賣錢的新材料。而當這些材料生命週期走到結尾,Biohm 也將回收它們,用於新生產。

這才是製造商責任應該延續到的階段。

在他看來,只有這樣才能讓可持續材料價格更低,更易普及。

同樣是利用菌絲體,NASA 則想將菌類變成我們的「便攜之家」,帶到外太空。今年,NASA 宣布他們正在研究基於菌絲體的住宅結構技術:

如今為火星設計的傳統住宿就像龜殼,很可靠但卻很耗精力。事實上,我們可以在到達目的地後,再利用菌絲體來種房子。

負責該計畫的研究員 Lynn Rothschild 說。經過前文多種應用案例,相信大家現在也對菌絲體豐富的可能性和生長速度有所了解。Rothschild 認為,經過生物改造,菌類還能在原有基礎上製造其他所需材料,譬如是生物塑膠或是乳膠。

「蘑菇化」生活方式背後,是一個新產業的萌芽

(Source:Biodesign Challenge

菌類本身固然很了不起,設計界也總不缺奇思妙想,但要推動真正具有影響力的改變,少不了鏈條式的行業支持。

教育是個好開始,因為只有當學界開始改變對未來行業參與者的訓練,行業才有可能獲得新的「常規」。

2019 年,全球四大設計學院之一的中央聖馬丁藝術與設計學院(Central Saint Martins College of Art and Design)宣布推出「Biodesign」碩士課程,將生物技術和建築、產品設計、珠寶、時裝和材料研究結合,和相關製造行業緊密合作。

我們認為,要應對當代環境和社會挑戰,我們更需要設計和科學間的混合教育模式(希望這能讓學生能)重新定義我們未來的設計和製造方式。

課程負責人 Nancy Diniz 對 Dezeen 說。學校設立了新的生物實驗室 Grow Lab 來支持課程,並聘請設計師、生物學家和生物實驗室技術人員輔助支持。

而在校園外,能夠服務這個趨勢的企業也在孵化,結合了生物實驗室和設計工作室的聯合辦公空間也已經誕生,位於倫敦西部的 Open Cell 就是其中之一。

Open Cell 由一名物理學家和設計師聯手創立,兩人在合作做了幾個計畫後,發現適合科學和設計合作的工作空間實在缺乏,於是創立了這個辦公空間。

除此以外,圍繞 Biodesign,面向中學和大學學生的年度競賽和交流計畫 Biodesign Challenge 今年也已經走到第 5 個年頭。

我們不再直接加工植物、動物或石油來製造消費材料,而是直接透過生物體來種出這些材料。細菌、藻類、菌類和酵母──我們最新的設計工具是這些生物技術。

生物製造(biofabrication)先鋒 Suzanne Lee 在 2019 年 TED 大會上分享。也許,有了這些新的「生物設計工具」,各個領域的設計師有機會製造出了不起的新世界。正如美國哲學家、建築師和發明家巴克敏斯特‧富勒說:

你永遠無法透過對抗現有現實來改變事物。想要改變一樣東西,(你得)構建新模型來讓原有的模型過時。

(本文由 愛范兒 授權轉載;首圖來源:Unsplash