【中国观察北京时间2025年05月06日讯】由真菌和细菌建造的房子，或许听起来像是科幻小说的东西。不过，美国科学家近期利用这些微生物，创造出具有自我矿化与修复能力的新型建筑材料，不仅有望替代部分混凝土，更可能让微生物帮人类盖房子成为现实。
此前研究人员已尝试利用微生物特性诱导碳酸钙沉淀（MICP），开发出具有潜力的工程生物材料（Engineered Living Materials，ELM），用于建造或修复简单承重结构。尽管部分ELM材料已进入商业市场，但市场接受度仍较低。主要问题包括材料存活期短、需特定储存条件维持活性，以及难以修复复杂建筑结构等，这些因素限制了其应用范围。
此次蒙大拿州立大学实验团队采用巴氏孢子八叠球菌（Sporosarcina pasteurii）和粗糙脉孢菌（Neurospora crassa）培育出海绵状菌丝体框架，创造出可自我修复的生物材料。该成果于4月16日发表在《Cell Press》期刊。
巴氏孢子八叠球菌是一种土壤常见嗜碱菌，对环境影响小且无致病性，只需营养物质和钙离子即可进行矿化反应。粗糙脉孢菌（又称粉色面包霉菌）同样无致病性，菌丝生长速度快，子囊孢子耐热，并具备尿素分解诱导的MIC，能促进碳酸钙生成。
研究人员将能产生碳酸钙的巴氏孢子八叠球菌引入粗糙脉孢菌构建的真菌菌丝体框架中，后者通过代谢尿素产生碳酸钙，使原本柔韧的菌丝体逐渐硬化为坚硬结构，硬度显著提升。实验显示，该材料在干燥环境下23°C至30°C温度下可保持超过4周生物活性，优于其他工程生物材料。
通过扫描电子显微镜（SEM-EDS）观察发现，巴氏孢子八叠球菌代谢尿素后生成的碳酸钙结晶逐渐融入菌丝体，增强其密度和稳定性。团队将材料置于含复杂孔洞的模具中测试，结果显示菌丝体以同心圆环方式生长，最终填满模具内部空隙，展现优异修复能力。
尽管已证实真菌菌丝体作为生物矿化ELM的潜力，但两种微生物仍存在共培养难题，材料机械性能需进一步优化。未来研究将聚焦解决这些问题，推动大规模生产以替代高耗能建筑材料，降低环境污染。
实验主要作者切尔西·赫弗兰（Chelsea Heveran）表示，此前生物矿化材料强度不足以全面替代混凝土，但团队正努力改善性能以拓展应用范围。她指出真菌框架对控制材料内部结构具有重要作用，目前已成功构建类似皮质骨的同心圆结构，未来有望开发更多几何结构优化材料性能。