衣服被尖锐物划破后，我们通常只能用针线缝补，或者贴上一块补丁。然而，一件由科研人员制作的特殊衣服，却可能像皮肤愈合伤口一样，自己填补裂口：在破损处滴入特制营养液，再提供合适的温度和湿度，面料中的菌丝便会重新生长，把断裂的部位连接起来。

 

��菌丝面料破损后，经菌丝再生重新覆盖缺口（图片来源：[2]）

前不久，中国科学院深圳先进技术研究院科研团队利用蛹虫草菌丝，制成了具有生命活性的纺织面料。它不仅能够在一定条件下自我修复，还可以形成图案、获得疏水性能，并在废弃后逐渐降解。今天我们就来见识一下这种神奇的材料！

1 虫草花为什么能变成布料？

蛹虫草就是人们常说的“虫草花”，它属于真菌。我们在市场上看到的橙黄色棒状部分，是蛹虫草的子实体，可以把它理解为真菌结出的果实。藏在培养基内部、由大量细丝组成的菌丝，才是真菌生长和吸收养分的重要结构。

 

��蛹虫草的子实体（图片来源：Wikimedia）

单根菌丝非常纤细，但它们具有不断分枝和相互交织的能力。在适宜环境中，菌丝会向四周延伸，逐渐形成致密的三维网络。这种网络很像无数根天然纤维缠绕在一起：菌丝之间的接触点能够形成连接，最终构成具有一定强度和韧性的片状材料。经过培养和塑形，一团松散的菌丝就可能长成一块布。

 

��扫描电子显微镜下相互交织的菌丝网络（图片来源：[3]）

利用菌丝制造材料并不是刚刚出现的想法。此前，人们已经尝试用蘑菇菌丝制作包装材料、建筑板材以及仿皮革产品。不过，传统菌丝材料通常需要经过高温干燥、压制或化学处理。这样做可以让产品保持稳定，防止继续生长，但也会杀死菌丝。一旦材料发生破损，已经失去活性的菌丝便无法再进行修复。这次活体面料的关键之处，就是在制成材料后，没有让全部菌丝彻底死亡，而是使其保留生命活性并进入休眠状态。

2 一滴营养液怎样“唤醒”衣服？

菌丝的休眠有些像植物种子暂时停止萌发。在缺乏水分、营养或者温度不适宜时，它的代谢活动会降到很低，既不明显生长，也不会轻易破坏面料原有的形状。只有当外界条件满足要求，菌丝才会恢复活跃。

 

��经甘油与热压等处理的菌丝仿皮材料样品（图片来源：[4]）

当面料被划出裂口后，原本连续的菌丝网络也随之断开。此时在破损部位加入特制营养液，并控制好温度和湿度，休眠菌丝就能吸收水分与养分，重新向裂口处生长。新菌丝从断面两侧延伸，彼此接触、缠绕并形成新的连接，使缺口逐渐缩小，最终实现生物层面的愈合。

这一过程与普通自修复材料有所不同。有些高分子材料依靠可逆化学键重新结合，有些材料则在内部装入微胶囊，破裂时释放胶黏剂。活体菌丝面料利用的却是真菌本身的生长能力：修补裂缝的材料不是预先藏好的胶水，而是现场长出来的新菌丝。

当然，这并不意味着衣服无论受到多严重的损伤都能恢复如初。菌丝能否跨越裂口，取决于破损的大小、残留活性、营养供应以及环境条件。修复后的强度能否达到原始水平，能够承受多少次修复，也需要进一步实验验证。因此，目前所说的自愈更接近受控条件下的生物修补，而不是像科幻电影中的衣服那样瞬间复原。

3 穿上它会不会“长蘑菇”？

听说衣服里存在活菌丝，不少人的第一反应可能是：它会不会在身上不断生长，甚至寄生人体？实际上，菌丝生长需要一系列条件同时配合，包括足够的水分、合适的温度、适宜的营养物质和一定的生长时间。活体面料日常处于相对干燥和缺乏养分的环境中，菌丝主要保持休眠状态。只有加入特定营养液并提供适宜温湿度，才会被有目的地唤醒。因此，它并不会因为接触人体就随意生长。

 

��研究团队制作的活体菌丝面料原型服装及功能分区（图片来源：[2]）

蛹虫草也不是以人体为正常宿主的致病真菌。不过，如果未来要把这种材料制成真正的日常服装，仍需接受严格的安全评价。例如，菌丝或代谢产物是否会引起皮肤刺激和过敏，面料在汗液、雨水和反复洗涤中能否保持稳定，长期存放时会不会受到其他微生物污染等，都需要逐一解决。

洗衣也是一个现实难题。普通衣服经常要经历洗涤剂、揉搓、脱水和高温烘干，而这些过程可能损伤活菌丝。未来的活体服装或许需要专门的清洁方式，也可能只在局部功能层保留活性，而不是让整件衣服都由活菌丝构成。

4 活体面料还能做些什么？

自愈只是这种材料最直观的能力。科研人员还利用工程酵母菌为面料进行生物染色，并诱导气生菌丝在表面形成不同图案。也就是说，未来的纹样或许不一定由机器印上去，而可以通过控制微生物的生长培育出来。

 

��营养诱导气生菌丝在面料表面形成图案（图片来源：[1]）

菌丝表面的微细结构还可能带来类似荷叶的疏水效果。当水滴落在这种结构上时，液体与材料的实际接触面积较小，水珠不容易铺展开来，因而能够滚落。这类结构如果得到稳定控制，可用于制作防泼水服装或户外用品。

 

��水流经过菌丝面料表面的疏水实验画面（图片来源：[1]）

更值得关注的是它的环境价值。许多现代服装含有难以降解的合成纤维，废弃后可能长期存在，并在磨损和洗涤过程中释放微塑料。菌丝材料主要来源于生物质，在适宜条件下可以被环境中的微生物分解。据新闻报道，实验中的菌丝面料埋入土壤后约40天便可完全降解，从而减少长期积累的纺织垃圾。

 

��菌丝材料在土壤中逐步降解，约41天后基本完成降解（图片来源：[2]）

 

不过，实验室里的菌丝裙距离衣柜中的普通衣物仍有较长的路。它还要面对耐磨性、透气性、舒适度、洗涤寿命、规模化生产和成本等考验。真正有价值的方向，也未必是立即替代棉、麻或化纤，而可能是先用于修复贴片、功能涂层、可降解包装和短期使用的防护用品。

 

内容来自：中国力学学会