柔韌、可分解 還能食用 真菌活纖維 合成材料取代塑膠

編譯/韋士塔 |2025.06.28
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研究人員測試,把LFD作乳化劑的效果。圖/法新社、美聯社 EMPA官網、modernsciences網站
LFD可用來製造輕薄的電池。圖/法新社、美聯社 EMPA官網、modernsciences網站
裂褶菌為科學家開發新材料提供靈感。圖/法新社、美聯社 EMPA官網、modernsciences網站
活性纖維分散體不僅柔韌,也能生物分解。圖/法新社、美聯社 EMPA官網、modernsciences網站
科學家利用真菌,開發替代塑膠的材料。圖/法新社、美聯社 EMPA官網、modernsciences網站

編譯/韋士塔

塑膠汙染危機威脅全球之際,瑞士的科學家取得革命性的創新;他們成功地開發出一種新的材料,這種材料不僅柔韌,且可生物分解,甚至能食用。研究團隊希望以這種新材料為基礎,持續擴大應用領域,開拓永續材料科學的未來。

瑞士聯邦材料科學與技術研究所(EMPA)的研究團隊從真菌獲得靈感,他們創造的這種凝膠狀材料名為「活性纖維分散體」(LFD),最大特點是這種材料「有生命」。

研究團隊在發表於《先進材料》(Advanced Materials)期刊的報告裡指出,LFD材料是由裂褶菌(Schizophyllum commune)的菌絲體提取而來。這些菌絲體是菇類的根系部分,研究人員利用其獨特的生物特性,製作出一種液體混合物,並保留菇類的生物功能。這項技術保留了真菌的生命力,讓材料可以生物分解,更具有極高的韌性。

EMPA的材料科學家辛哈(Ashutosh Sinha)表示,科學家從大自然中尋找靈感,無論是開發藥物輸送方法,還是製造機器人;他們研發塑膠替代物時,發現了真菌的應用潛力。研究團隊選擇裂褶菌菌株的2種重要分子,分別是裂褶菌多醣體(polysaccharide schizophyllan)與水蛋白(hydrophobin);這些分子,讓LFD兼具生物分解性與韌性。

研究團隊指出,LFD具備廣泛的應用潛力,在許多領域都可被用作環保的替代品。例如,LFD製作的堆肥袋,在一段時間後可自然腐爛,這樣一來,除了堆肥袋可分解,裝在袋子裡的物體也能回歸自然。

另外,LFD也能製作成乳化劑,發揮讓不同材料融和的作用,這對於食品和化妝品產業,特別重要。

乳化劑的作用是促進不同成分的均勻混合,從冰淇淋到洗髮水等產品,都須使用;研究團隊強調,LFD的特別之處在於,它並不是「靜止」的材料,由於LFD中的真菌仍活著,能不斷釋放分子,乳化劑的性能不會隨時間減弱,這是傳統材料難以實現的效果。

此外,以天然材料LFD製作乳化劑,將可大幅減輕食品與化妝品產業對環境的負面影響。而且,LFD材料來自可食用的蘑菇,完全沒有毒性,消費者可以毫無顧慮地使用或食用這些產品,這更是LFD的另一大優勢。

LFD另一個受到關注的應用領域是電池;清潔能源是當前全球關注的議題,LFD的高抗拉強度,很適合用來生產超薄且可生物分解的電池,減少環境負擔。

辛哈預期,將會有愈來愈多領域的科學家,探索如何使用真菌製造的生物材料,取代塑膠材料,例如:把合成材料和LFD結合,製作可自我修復的衣物。

參與研發LFD的科學家尼斯特朗姆(Gustav Nystrom)表示,生物分解材料,是應對環境議題的最佳解決方案;他說:「大自然就是人類最佳的實驗室,我期待更多創新的出現。」

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