中科院用蛹虫草活菌丝造出可自修复织物

用寄生真菌制成的“活体织物”可能成为可持续时尚的下一个大热点。听起来有些前卫，但它或许真的能“长”在你身上。毛虫真菌听起来与高级时装相距甚远，但中国科学院（Chinese Academy of Sciences，北京）研究人员的近期研究给出了不同答案：他们利用蛹虫草（Cordyceps militaris）制造出所谓的“活体织物”，并希望有朝一日用这种实验性新材料制作环保服装——既能生物降解，受损后甚至还能自我修复。

从菌丝球到可折叠薄膜

在追求兼具适应性与再生能力的下一代可持续材料过程中，工程活体材料（engineered living materials）逐渐走到台前。这类生物材料利用具有代谢活性的细胞，赋予材料自我修复、响应环境胁迫以及执行可编程生化功能的能力。但一个常见难题是：如何在宏观尺度上把结构完整性与持续的生物活性无缝统一起来。

此次真菌时装的尝试越过了这道障碍，建立了一套在宏观薄膜中保持蛹虫草菌丝体活性的方法。研究人员首先在液体培养中培养真菌，形成球状菌丝球，再通过低能耗融合制成自支撑片材。用甘油处理后，材料柔韧性提高，可被折叠、扭转并塑造成复杂几何形状，例如折纸鹤，而不会开裂。随后，团队将四条材料拧成绳索，成功承重1公斤。

遇水自修复，还能“长”出图案

更值得注意的是，当他们在织物上做出一系列切口后，滴加几微升水并置于环境条件下干燥，切口便肉眼可见地重新接合。力学测试显示，修复后的样品即使经历多次修复循环，仍保留出色的承载能力。

这种真菌增强织物还保留了环境响应能力。研究人员以预设图案沉积营养液，刺激气生菌丝（aerial hypha）——即从地下真菌伸出、抵达表面的繁殖前体结构——的形成。包埋的菌丝体保持活性，促使蛹虫草菌丝萌发并向外延伸成多种形状，包括雪花、枫叶，以及深圳先进技术研究院（Shenzhen Institute of Advanced Technology，中国）的标识。

共培养赋予着色与抗紫外功能

为展示这种活体材料如何获得额外生物功能，研究人员通过共培养整合了工程化微生物伙伴。酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）产生色素，将材料表面染成蓝色、红色、橙色和紫色；富含黑色素的黑曲霉（Aspergillus niger）则提供紫外线防护——这些都没有损害结构完整性。

最后，生命周期评估和生物降解研究证实，这种织物在41天内几乎完全分解。这些发现共同指向一种可编程、环境响应且本身可持续的活体材料。团队还将该材料制成一件原型连衣裙，加入产色素酵母实现着色，并利用气生菌丝提供表面功能，从而展示了其在可持续时尚方面的潜力。

当然，蛹虫草时装走上T台可能还需时日，但其潜在用途远不止于此。正如研究作者在结论中所写：“除纺织品类似物之外，这一范式为在生物医学、环境和建筑领域更广泛地开发自适应活体材料平台奠定了基础。”

来源：BioTechniques（英文原文，生物航编译，内容以原文为准）