2016年，倫敦設(shè)計師利茲·喬卡約洛（Liz Ciokajlo）收到紐約現(xiàn)代藝術(shù)博物館(MoMA)的委托，請她重新幫忙設(shè)計“月球靴”。月球靴的靈感源自美國阿波羅登月工程宇航員所穿的鞋子，看起來就像毛茸茸的雪地靴。
“月球靴”于1972年發(fā)射升空，當時正值月球探測任務的高潮，它是20世紀“塑料時代”的標志，博物館館長們希望能有一個全新的版本。喬卡約洛知道，只有生物材料才能在后塑料時代發(fā)揮作用，但這位設(shè)計師也希望有個全新的目的地來幫助啟發(fā)靈感。
喬卡約洛想到，我們這代人對太空旅行的癡迷不再是月球，而是火星。而火星可以幫助她真正跳出固有的思維模式。喬卡約洛說：“火星始終是個神秘而充滿想象的地方?！?/p>
這些想法促使喬卡約洛研發(fā)出一種奇妙的生物材料，這種材料已經(jīng)引起了建筑材料創(chuàng)新工程師和美國宇航局(NASA)、歐洲航天局(ESA)等頂級航天機構(gòu)的注意。她的最終設(shè)計是一款高挑的女性靴子，外觀看起來粗糙，可以在飛船上生產(chǎn)，使用的材料幾乎只有人類的汗液和真菌孢子，非常適合帶著有限行李前往火星進行7個月太空旅行。
這種神奇的生物材料是菌絲，即真菌的營養(yǎng)部分。如果你把蘑菇想象成真菌的“果實”，那么菌絲可以被看作是它的根或莖。菌絲看起來像一團白色的線狀結(jié)構(gòu)，每個結(jié)構(gòu)都被叫做菌絲，它縱橫交錯地覆蓋著土壤和其他真菌生長的物質(zhì)上。這些脈菌絲統(tǒng)稱為菌絲體，是真菌中最大的部分。
菌絲體有驚人的特性。它是一種很好的循環(huán)利用材料，因為它利用基質(zhì)(如鋸末或農(nóng)業(yè)廢料)來制造更多的材料，并且在合適的條件下具有幾乎無限增長的潛力。它能承受比傳統(tǒng)混凝土更大的壓力而不斷裂，是一種已知的絕緣體和阻燃劑，甚至能在太空任務中提供輻射防護。
▲圖2：火星靴的外部是由菌絲體制成的，而內(nèi)部是棉麻復合菌絲體材料
藝術(shù)家兼工程師莫里齊奧·蒙塔爾蒂(Maurizio Montalti)表示，在地球上的菌絲體目前被用于制造天花板、皮革、包裝材料和建筑材料。但在太空中，它的巨大潛力引人注目。蒙塔爾蒂說:“菌絲體依賴細胞的自我復制能力，從而在短時間內(nèi)創(chuàng)造出更多的物質(zhì)。”
為了重新設(shè)計太空靴子，喬卡約洛想用人體作為部分制造材料的來源，并最終決定使用汗液。在太空探索中，利用排汗機制并不是新鮮事物，國際空間站目前將宇航員的尿液和汗液回收制造飲用水。但是用其制造鞋子，則是全新理念。喬卡約洛認為，在前往火星的長途旅行中，這可能會讓宇航員感到離家更近。
菌絲體在太空中的使用超越了物質(zhì)創(chuàng)新。在研究過程中，喬卡約洛偶然發(fā)現(xiàn)了一本1893年的女權(quán)主義小說，書中把火星想象成一個性別角色顛倒的星球，這就是為什么她的作品是女性靴子的原因。這部小說促使喬卡約洛設(shè)想出一個新的社會，在那里生物材料提供了一種與我們周圍環(huán)境互動的新方式。就連靴子的名字卡斯基亞(Caskia)也來自小說，它是火星上唯一一個男女地位平等的地區(qū)名稱。
喬卡約洛的設(shè)計仍然處于假設(shè)狀態(tài)，因為為現(xiàn)代藝術(shù)博物館提交的真正靴子，以及目前正在倫敦設(shè)計博物館展出的靴子，確實使用了菌絲體，但沒有使用人類汗液，因為他們的時間實在太緊迫了。不過，科學可以證實他們設(shè)想的可行性。
菌絲材料可以通過多種方式形成。如果你有固體廢物(如鋸屑)，你要為它消毒，并加入真菌，這樣它就可以開始生長蔓延。通過在溫度和濕度可控的條件下孵育，白色的脈菌絲就會變得緊密，形成纖維狀的固體物質(zhì)。這就是美國宇航局和歐洲航天局希望將菌絲體用于火星基地的方法。
對于火星靴來說，一種特殊類型的真菌(有500多萬個物種)在過濾出雜質(zhì)后，會以人體汗液中稀釋的營養(yǎng)物質(zhì)為生。還有蒙塔爾蒂所謂的“濕材料”，這種材料將利用模具直接包裹宇航員的腳，并通過產(chǎn)生汗液來維持。在這兩種方法中，真菌的生長都可以通過加熱到70或80攝氏度來停止，這意味著要么在地球上使用烤箱，要么在火星或外太空將其置于高溫環(huán)境中。
蒙塔爾蒂承認，這種物質(zhì)可能需要額外的營養(yǎng)補充來促進其生長，但它植根于當前的菌絲體科學。他們?yōu)镸oMA制作的靴子使用了一種特殊的稀釋配方。喬卡約洛說：“對于我們的每一個文化靈感，你都可以找到支持它的科學依據(jù)?！?/p>
▲圖3：脈菌絲統(tǒng)稱為菌絲體，是真菌中最大的部分
歐洲航天局也同樣在推進菌絲體的研究。在與蒙塔爾蒂和烏得勒支大學合作的一個項目中，該機構(gòu)正在探索真菌是否可以用于在太空中建造建筑物，比如實驗室和其他設(shè)施。從地球上發(fā)射完全成形的火星設(shè)施是相當昂貴的，負載價格在每磅10000美元左右。在火星上采礦也存在問題，而且成本高昂。再加上目前一直存在的如何管理太空垃圾的問題，菌絲的分解和回收能力開始顯示出優(yōu)勢。
研究團隊在10月份取得了初步成果，蒙塔爾蒂說這讓人感覺非常興奮。歐洲航天局仍在反復檢查這些結(jié)果，所以現(xiàn)在還沒有公開相關(guān)發(fā)現(xiàn)。這位工程師夢想著將菌絲體與3D打印技術(shù)結(jié)合起來，甚至可以通過基因操作來獲得更多的選擇。
在大西洋的另一邊，美國宇航局也在研究，他們的火星任務是否能在火星上建設(shè)表面結(jié)構(gòu)。美國人正在考慮在地球上生產(chǎn)一種帶有菌絲體的柔性塑料殼，然后在火星上激活真菌促使其生長。這樣一來，一層薄膜可以在幾天或幾周內(nèi)變成厚屋頂或厚墻。而且，這種建筑可以是可塑型的：當它們的原料被消耗，理想溫度被降低，或者菌絲被熱量殺死時，真菌就會停止生長。若需要修復，休眠的真菌就會重新活躍起來。
除了建造太空設(shè)施，菌絲體最吸引人的方面之一是，某些真菌表達黑色素的能力。黑色素是一種生物分子，可以保護人類免受宇宙輻射的傷害。蒙塔爾蒂和歐洲航天局將此屬性作為項目的一部分進行了測試。
在地球上，許多項目都使用菌絲體作為結(jié)構(gòu)成分。例如，卡爾斯魯厄理工學院(KIT)與瑞士聯(lián)邦理工學院(ETH)合作，利用3D打印技術(shù)創(chuàng)建了一個可以支撐屋頂?shù)姆种ЫY(jié)構(gòu)。
▲圖4：靴子的大部分是由菌絲體構(gòu)成的，而白色的鞋底則是獨立形狀的3D打印塑料
對許多人來說，菌絲體提供了循環(huán)經(jīng)濟的黃金范例。廢物可以作為菌絲體的營養(yǎng)來源，產(chǎn)生的材料具有潛在的生物可降解性，就像木頭一樣。為ETH和KIT提供菌絲體的印尼公司MycoTech建筑師雅迪·努格羅奧（Adi Reza Nugroho）說：“目前我們的材料來自提取，現(xiàn)在我們想要實現(xiàn)閉環(huán)循環(huán)。”
如果美國宇航局和歐洲航天局的實驗成功，少量真菌孢子就可以為火星上的人類定居點提供初期支持。從少量的孢子中，他們可以復制并找到宇航員在這顆紅色星球上行走的幾十種用途。如果喬卡約洛和蒙塔爾蒂的設(shè)計有效，他們設(shè)計的鞋子也會以真菌的形式“被賦予生命”。
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