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2021中国可持续设计大奖获奖作品|默然滋长:真菌复合材料性能研究与设计应用


北京当代艺术基金会(BCAF)携手国际机构、政府、社区、环保、学术、建筑、时尚、设计、艺术、科技、媒体 等各个领域的杰出机构及专家,共同发起年度专业大奖:“中国 ECO DESIGN 可持续设计大奖”。2021年度奖项以“社区营造”为主题,邀请来自建筑、产品、服装、人文、环境保护几大领域的专业评审,期待挖掘并支持中国最具创新力的ECO DESIGN设计师、品牌、机构、项目案例,最终将在多元的国际机构、设计庆典、大学智库、科技+公益、优质媒体等平台上呈现并推动先锋设计的应用场景与未来合作。本次大奖的专业评审们经过了严格专业的评选和决议,最终在7个奖项类别下,最终共推选出8位获奖者

诚挚祝贺各位创作者融合理想与实践的卓越成就!组委会将陆续跟进落实联系工作。我们将在微信公众号系列文章中发布每一位终选获奖者的作品和详细信息。这一期将分享2021年度城市可持续社区营造空间产品设计大奖获奖者李明亮(北京服装学院新材料设计研究中心,指导教师:宋佳珈、杨洪君、兰翠芹)的项目“默然滋长:真菌复合材料性能研究与设计应用”。






真菌复合材料性能研究与设计应用



获奖者:李明亮(北京服装学院新材料设计研究中心,指导教师:宋佳珈、杨洪君、兰翠芹
获奖项目:默然滋长 :真菌复合材料性能研究与设计应用
荣获奖项:2021年度城市可持续社区营造产品设计大奖

评审推荐:

从材料创作入手是设计的基础。真菌材料虽然还不够成熟,但设计师的勇敢尝试已经有了很好的结果。
——张雷

近年来,菌丝体作为一种可持续生物材料的潜力日益凸显。虽然(行业)还有很长的路要走,但我很高兴看到中国正在进行这样的研究。目前中国已经拥有巨大的食用菌产业,因此极有可能将菌丝体的研究和实际应用,提升到另一个层面。
——Aric Chen



01:真菌复合材料研究背景

当下,全世界都面临着能源高消耗期来临。一方面,以石油为主的化石能源紧张是摆在世界范围内的难题;另一方面,化石能源的高消耗也一定程度造成了环境危机。

针对真菌菌丝复合材料的研究,正是在此种背景下展开的。近年来,如何制备环境友好型生物复合材料已受到国内外学者的极大关注,生物质复合材料的开发已成为重要趋势。



真菌复合材料性能研究与设计应用

获奖项目将真菌复合材料作为重点研究的对象,希望能通过“回归自然”的形式,在人类社会和自然生态之间寻找一个平衡。

真菌广布于地底部,安静地在土壤、沙石和落叶的夹缝中穿行。不同种类的真菌在地底用一张张“大网”相互连接,共享整片森林。设计师李明亮对BCAF分享:“它们(真菌)远比人类的存在还要古老,有很多值得学习的地方。正是由于它们自由地滋长,给(我们)产品带来了生命。这也是该研究项目被命名为‘默然滋长’的原因。”

相较于传统不可再生资源,真菌菌丝复合材料最大的优点在于可降解、可持续性以及环境友好性。它有着强大的分解能力,可以将碳源转化为不同的有机物;它亦可用于废旧农作物甚至塑料的回收加工;菌丝通过分解得到营养后,具有强大的韧性,就像胶水一样可以固定住材料;成型后的真菌复合材料,在自然环境下可被降解,重新回到生态循环中。这些特点让真菌复合材料具有不俗的潜力。


02:菌复合材料实验阶段

在实验阶段,设计师李明亮进行了多种测试来筛选最适宜广泛应用的真菌材料种类,比如材料实验、柔性材料实验、量产化实验、材料性能实验以及环保安全性检测。


真菌复合材料性能研究

经实验后发现:在多种菌类中,平菇菌种生长周期短,菌丝致密,材料的结实度较强,适用于制作包装性材料或是填充材料。同时,菌丝可吞噬少量的杂菌的特性,还能增加产品的制作成功率。

云芝作为灵芝的菌丝,会在材料的表面生长出极其坚韧的菌皮,并逐渐的将材料中的营养转化为菌块。材料在干燥后,能获得极其坚硬的物理特性,有媲美硬塑料的抗冲击性。
平菇实验组
云芝实验组

李明亮介绍,“由于云芝和平菇都是农用菌种,方便获取而且可食用,既能保证材料安全性,亦可放心用于家具材料的生产。”


真菌复合材料性能研究

在实验中,曾存在两个问题:不同阶段的杂菌感染问题;以及如何提高真菌生长速度以减少时间成本问题。

为解决感染问题,需要将材料在灭菌前放置1~2天,让杂菌孢子萌发后再灭杀;为解决时间成本问题,项目组尝试提高材料生长的温度、菌种和原材料混合式接种方法、以及压膜时进行二次营养添加等。最终使得整个产品的生产周期得以控制在一个月左右。


03:真菌复合材料应用场景

李明亮介绍,真菌材料的优越性能可以与很多传统材料媲美,对于市场来说有着广泛的前景和应用空间。

坚硬的物理性能和耐冲击性能,可以将其用于制作快递运输包装、玻璃瓶包装和酒瓶包装;良好的隔音性能和易成型性,能用于制作拼接式的墙面隔断;短时间的防水性能,能用于制作盆和碟子等一些家居用品。



 真菌复合材料的性能应用
真菌复合材料的性能应用

在材料触感方面,由于材料在干燥成型后会呈现较为粗糙朴实的质感,因此将其应用于桌椅制作,在外观上还能具备美学特点。




真菌复合材料的性能应用

值得一提的是,干燥材料废弃后,如处于潮湿环境下,将在2~3个月内,完全腐化为高品质腐殖土,供多种植物生长。并且在产品破碎后,加水搅拌均匀,可直接作为甲虫的食材,参与到自然的循环当中。

设计师李明亮分享:“可再生材料从生产到使用到废弃,实现了一个闭环,取之于自然还于自然,将整个生产使用过程融入到自然的循环当中,形成了一条完整的碳链。”

在国内,真菌的研究刚起步,它潜藏着诸多可能性等待被发现和被探索。随着研究的深入,材料的性能将会越来越丰富,产品的应用范围也会越来越广,从而更加适应市场需求。李明亮也表示:“我们十分期待有更好的项目合作,能将真菌材料的性能发挥得更加完善,以具备市场化条件,并设计制作产品投入量产,共同开阔新型可再生材料市场应用的前景。”



*文内项目信息、图片视频素材均已得到获奖者确认和惠允使用。