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生物材料菌丝体的研究及其在服装设计中的应用
发布时间：2023-05-19 15:18
摘要 I
Abstract II
第 1 章：绪论 1
1.1研究背景 1
1.2研究现状 1
1.2.1理论研究现状 1
1.2.2应用研究现状 2
1.3 研究目的与意义 3
1.3.1 研究目的 3
1.3.2 研究意义 3
1.4 研究方法 4
1.4.1文献研究法 4
1.4.2 实验法 4
1.4.3比较分析法 4
1.5 研究重点、难点及创新点 4
1.5.1 研究重点 5
1.5.2 研究难点 5
1.5.3研究创新点 5
第 2 章：生物材料的概述 6
2.1 生物材料的定义与分类 6
2.1.1 生物材料的定义 6
2.1.2 生物材料的分类 7
2.2 生物材料的发展状况 8
2.2.1生物基材料 9
2.2.2生物制造材料 9
2.2.3生物合成材料 10
2.2.4生物组装材料 10
第 3 章 菌丝体生物材料的概述 15
3.1菌丝体生物材料的定义与分类 15
3.1.1 菌丝体生物材料的定义 15
3.1.2 菌丝体生物材料的分类 15
3.2 菌丝体材料的发展状况 15
3.2.1 纯菌丝体材料的发展 15
3.2.2 菌丝体复合材料的发展 17
3.3 菌丝体生物材料的培养过程 20
3.3.1 纯菌丝体材料的培养方法 20
3.3.2 菌丝体复合材料的培养方法 22
3.4 菌丝体材料的特性分析 22
3.4.1本能层特性分析 23
3.4.2行为层特性分析 24
3.4.3反思层特性分析 26
3.4.4 纯菌丝体材料的服用性能 28
第 4 章：菌丝体材料的设计应用 33
4.1菌丝体材料在服饰设计中的应用 33
4.1.1服装设计应用 33
4.1.2鞋履设计应用 35
4.1.3箱包设计应用 38
4.2菌丝体材料在其他设计中的应用 39
4.2.1 日用品设计应用 39
4.2.2包装设计应用 41
4.2.3家居设计应用 42
4.2.4建筑设计应用 43
第 5 章：纯菌丝体材料的研究实践 45
5.1 纯菌丝体材料的培养实验 45
5.2 纯菌丝体材料的染色实验 48
5.3 纯菌丝体材料的结合实验 54
5.3.1 与红茶菌材料的拼接实验 54
5.3.2 与生物塑料的结合实验 55
5.3.3 与普通面料的结合实验 56
5.4纯菌丝体材料的镂空切割实验 58
5.5结果与讨论 59
第 6 章：纯菌丝体材料在服装上的创新应用 60
6.1 设计方案 60
6.1.1 设计主题 60
6.1.2 设计说明 60
6.2设计实践 61
6.3设计成果 62
参考文献 65
攻读硕士学位期间发表的学术论文 68
致 谢 69
作品集 70
第 1 章：绪论
1.1研究背景
随着社会科学技术的进步，人们的设计观念也会随之改变。每一次的科技革新都会带 来全新的设计观，并推进设计不断向前发展。现今，人类处于一个十分特殊的时代，这个 时期的设计师可以综合运用四个领域来进行设计活动，分别为运算化设计(computational design )、增材制造(additive manufacturing)、材料工程(materials engineering)与合成 生物学(synthetic biology )。在如今技术主导的当代社会，跨学科设计已逐渐成为设计的 未来趋势之一，各学科正逐渐交融构成新的交叉学科。因此不同于传统的设计观念，当代 的设计师能够统筹多学科知识来构建新型设计思维，不断拓展设计的边界。
其中生物学为设计提供了一个全新的视角。回顾人类发展的历史，人类的进步可以看 做人类向自然界学习的过程。向自然学习的设计过程是一种设计策略，从中人们可以了解 如何更有效、可更持续地进行设计活动。通过对生物学的跨学科研究，设计师由传统的设 计模式切换到以生物技术和生物材料为主导的设计方式，利用生物科技将自然万物融入设 计活动中。不仅打破了艺术设计学科与科学研究之间的壁垒，实现艺工融合，更是人类迈 向可持续设计的重要一步。例如Faber Futures公司研发的细菌色素染色、Algea公司研发 的藻类染色、AMSlik公司研制的生物可降解丝绸、Neri Oxman教授的3D生物打印建筑等 等，都向人们展示了生物技术在设计领域的巨大前景。生物设计作为一门结合设计学与生 物学知识的跨专业新型学科，它旨在利用生物技术手段进行新型生物材料的研发制造并最 终将生物材料运用到设计实例中。
菌丝体材料作为当下热门的可降解生物材料之一，由于其特殊的材质具有很强的研究 价值与实用价值，可被运用到多个设计领域中，本文将以菌丝体材料为例，介绍其特性以 及其在设计领域的应用实例，并在此基础上对生物材料的前景进行展望分析。
1.2研究现状
1.2.1理论研究现状
国内对菌丝体的理论研究大多数仍止于其在食品、医药与农业方面的研究，将其视作新 型可降解生物材料来研究的期刊与论文大多数是从近一年开始。例如张伟峰，陈靖琳等人 研究了菌丝体材料在建筑中应用；闫薇［1］等人探究了菌丝体材料的保温性能；万杰［2］等人 整合了菌丝体基塑料的发展现状与前景；吴豪［3］等人利用实验探究菌丝体材料在缓冲包装 领域中的应用，其通过实验表明菌丝体复合材料具有良好的静态缓冲作用，可替代传统聚 苯乙烯泡沫包装（EPS），且相较于EPS,菌丝体复合材料制成的缓冲包装只需6〜9个月 便可被天然降解，在能耗和环保方面更具有优势。邵国兵［4］对菌丝体复合材料进行了吸声 性能的实验，其结果表明该材料对中高频的吸声系数很高，具有良好的降噪性能。渠继红 等［5］对菌丝体复合材料的保温性能进行了研究，实验结果表明菌丝体复合材料具有良好的 建筑保温性能可应用于建筑设计领域。除此之外还有对菌丝体本身的研究，例如韩向红［6］ 等人通过实验探究了几种灵芝菌丝体的生长条件；贺新生［7］等人研究了树舌灵芝菌丝体的 最优生长条件；邓功成等［8］人对灵芝菌丝体进行了发酵条件的优化。
相较于国内，国外学者进行了更为深入的研究。其中来自代尔夫特理工大学的 Elvin
Karana教授创新性提出材料驱动设计（MDD）模型错误!未找到引用源。，其学生Blauwhoff Davine 等错误!未找到引用源。遵循该模型以菌丝体复合材料为例来解释其设计过程，并提出了几种菌丝体 复合材料的产品设计概念。Freek Appels等错误!未找到引用源。通过改变真菌的类别、营养底物和 挤压条件，评估了菌丝体复合材料的视觉外观、密度、机械性能和吸水性能。
1.2.2应用研究现状
菌丝体材料作为新型可降解生物材料在国内外均处于研究阶段，相比于国外，国内与 此相关的研究所与公司仍然较少，对菌丝体材料的研究仍处于研发与试验阶段，没有达到 实用商品的应用标准。
针对菌丝体材料的研究在国外某些领域已处于应用阶段，其中在建筑领域的应用案例 有美国的菌丝体建材公司BioMASON，利用菌丝体材料研制出了生物水泥砌材。此外来自 意大利的 MOGU 公司，利用菌丝体材料研发了生物地砖、隔音墙板等产品。其在家具领 域的应用实例有美国的 Danielle Trofe 生物设计公司，生产出了菌丝体灯罩，之外来自挪威 的跨学科工作室 Officina Corpuscoli 也利用菌丝体制作出了鞋、椅子等。在包装领域的实例 主要有美国的Ecovative公司，其研发的MycocompitesTM已为多家公司提供了定制服务， 且均在售卖。
此外，纯菌丝体材料还可作为动物皮革的“素食替代”，例如Ecovative公司研发的菌丝 体类皮革Forager™；美国的MycoWorks公司使用独特的Fine MyceliumTM专利技术研制出 的Reishi™；来自印度尼西亚的Mycotech lab也利用灵芝菌丝体研发出了专利—蘑菇皮 革”MYLEAtm；美国的Bolt Threads公司同样推出了菌丝体制成的MYLOtm素食皮革。除
此之外，荷兰的NEFFA公司，采用与上述公司均不同的液体发酵法研发了菌丝体“面 料 ”MycoTEXTM。
随着可持续和时尚道德等议题的不断升温以及大众对菌丝体等生物材料的不断了解， 越来越多的设计师、艺术家将目光聚焦于此，菌丝体材料除了在设计领域的运用还被应用 在一些生物艺术的装置中。此外，生物制造、生物合成等相似生物材料的研究与应用也处 于蓬勃发展中。综上，生物材料具有很大的发展前景。
1.3研究目的与意义
1.3.1研究目的
菌丝体材料作为新生的可降解生物材料具有很强的研究价值与实用价值，由于其特殊 的材质，菌丝体材料可被应用在多个领域，例如建筑设计、家居设计、包装设计、服装设 计等领域。然而菌丝体材料作为新型材料用在服装领域还处于初级发展阶段，仍需通过大 量实践研究来验证其服用性能。该课题旨在通过实践研究来探索菌丝体材料的服用特性并 且通过设计实践将其与其余面料相结合，还利用染色、印压手法对其进行创新设计，最终 将菌丝体材料应用在服装上，挖掘出其服用价值。
1.3.2研究意义
1）理论意义：
首先，在当下跨学科研究的趋势下，通过将设计与生物技术的结合研究来探究菌丝体 材料在服装设计中的运用，为当代设计师打开了一个新思路。未来的设计需要设计师拥有 多元的设计观，包含运用科技设计与运用自然设计。对生物材料的研究应用正是整合了这 两种设计观，它为今后设计的跨学科研究迈出了微小的一步。
2）实际意义：
新型材料的开发为解决服装行业中的环境问题提供了新方向。菌丝体材料作为最具潜 力的可降解生物材料之一兼具防水性、防火性、轻便性、耐磨性等多种优点。如今已有多 个不同领域的企业将菌丝体材料应用到其产品当中。菌丝体材料源自自然界生物，是一种 纯天然有机材料，对环境十分友好。且其生长周期短且易培养，营养物大多为农业废料， 因此可以实现本地化生产，且完全可被天然降解和循环利用，属于闭环生产链。通过对这 类天然可降解材料的研究应用，人类可大大降低对石油原料的使用真正实现绿色时尚。
其次，根据国外各大公司的研究成果表明菌丝体材料制成的面料其无论在外观还是特 性上都与皮革有很大的相似性，可被当作是皮革的素食替代，且相较于动物皮革，素食皮 革可以利用菌丝体制成的“皮革”来定制大小、纹理，并且快速。素食皮革还可以解决很多 皮革产业引起的道德问题与环境污染等问题。综上所述，菌丝体材料在服装领域的应用前 景非常开阔。
1.4研究方法
1.4.1文献研究法
文献研究法主要通过对相关文献资料与著作的研读以及利用现有文献的研究成果继续 进行研究。通过查阅图书馆、品牌网站、社交媒体、书籍杂志等广泛收集关于菌丝体材料 以及其应用实例等相关资料，按照课题研究内容进行分类整理。通过阅读相关学术论文、 文献，观看网络视频等总结归纳前人的经验，为后期实验与论文的写作打好坚实的理论基 础。
1.4.2实验法
实验法主要通过设计实验控制一个或多个变量来评估它对一个或多个变量产生的效应。 在该选题研究过程中需要亲自动手培养出具有一定服用性能的菌丝体材料并通过单因素实 验控制变量对其进行优化。对优化后的菌丝体材料进行染色、印压、与其他面料的再结合 等工艺创新实验。最后总结出最优培养条件，根据菌丝体材料在再设计实践中的实验过程 得出结论。
1.4.3比较分析法
比较分析法主要通过对两种事物的几个方面进行对比分析并得出结论。在该选题中可 就外观、环境友好、循环利用、低消耗、加工难度、取自动物五个方面将菌丝体材料与其 他生物面料进行对比，衡量不同生物面料的优劣势，为今后生物材料的研究做好理论铺垫。
1.5研究重点、难点及创新点
1.5.1研究重点
该课题旨在通过设计实践研究来探索菌丝体材料的服用性能，并对且进行创新实践， 努力实现菌丝体材料在国内研究的多元化，最终将其应用在服装设计中，并为今后的相关 研究提供一定的经验。
1.5.2研究难点
首先，由于该方面的文献资料有限即能提供的理论数据与具体操作方法参差不齐。在 各个致力于菌丝体实践研究的公司中大多将菌丝体加入作为粘合剂制作缓冲包装，而单纯 利用菌丝体制造菌丝体面料的公司屈指可数，因此如何在短时间内培养出厚实有韧性的纯 菌丝体材料是一大难点。因此在实践探究过程中具有很高失败率，需要经过大量实验来积 累经验。
其次，由于实验场地与器材的限制，缺少恒温培养箱等实验器材，对菌丝体的生长速 度会产生一定的影响，还对培制加工后得到的菌丝体面料进行再设计实践研究有一定的阻 碍。
1.5.3研究创新点
该课题遵循跨学科研究趋势，从生物学角度出发，借助生物技术以一种全新的视角来 看待设计。菌丝体材料作为新型绿色可降解材料，其在各个领域都有着巨大的应用前景， 服装领域也不例外。该课题旨在将新型生物材料运用在服装领域，实现生物技术与设计的 融合。
第 2 章：生物材料的概述
2.1生物材料的定义与分类
2.1.1生物材料的定义
生物材料最早应用于生物医学领域，随着跨学科研究逐渐成为主流趋势，生物材料也 逐步被时尚设计界所接纳，成为一个链接多领域的词汇。然而整个时尚界仍然普遍缺乏对 生物材料的了解，新兴的生物材料制造领域缺乏相应的准则或标准。当下的生物材料逐渐 成为一个普遍的简称，它表示一种材料与生物学具有某种相关性。目前由一些生物制造公 司研发制造的生物材料产品虽已达到商品标准。但至今其仍旧是一个模糊性词语。故相较 于医学领域的运用，“生物材料”一词在时尚设计行业需要更加专业的定义。
因此在2020年12月生物科技公司Biofabricate发布了《理解“生物”材料创新：时装行 业入门》专业报告，其中对生物材料等相关词汇进行了专业的定义，报告中将生物材料定 义为：用于表示具有非特定生物关联的材料，它笼统指代所有生物基材料[ 生物基材料：指利用生物质为原料或 （ 和 ） 经由生物制造得到的材料。]，生物成分从 10%到100%不等［12］。该报告虽对各种与生物材料相关的术语进行了较为清晰的界定，但 生物材料作为链接多领域且在不同领域均含义不同的特殊词汇，其在时尚领域的应用仍属 于初始阶段，当前被时尚界认可的生物材料也屈指可数，因此其定义仍有很大的变动空间。
由生物材料衍生出的“生物设计”一词也原为生物医学领域的专有词汇，但随着越来越 多的时尚、建筑、材料研究等领域的设计人员采用细胞、生物体、生物材料和生物技术的 方式来进行新材料的创新设计，生物设计一词便开始更广泛地应用于设计和生物学领域。 策展人威廉•迈尔斯在其《生物设计：自然、科学、创造力》一书中将生物设计定义为：“与 仿生学或是当下流行但定义不明的“绿色设计”不同，生物设计是指将活的有机体作为设计 的基本组成部分，来增强成品的功能。生物设计超越了单纯模仿生物质感的设计和仿生学 设计，打破了生物学与设计学的界限，形成了新的混合对象和体系结构。”此外，随着全球 领先的艺术设计院校在广告，建筑到食品和时尚领域纷纷运用生物材料，其对生物设计的 定义也相继制定出来，用来涵盖设计与生物学结合的设计研究。伦敦艺术大学中央圣马丁 艺术与设计学院将生物设计理解为：广义来讲，生物设计是探索生物信息化的设计策略， 可以作为可持续创新的驱动力，它是一种将自然有机生物纳入设计过程的设计手段。狭义 来讲，它是探索珠宝、纺织、新材料创新设计的重要手段。随着对生物设计更深入地探索， 其带来的设计作品也层出不穷，越来越多的设计师将生物技术与艺术创作、服装设计、建 筑设计等结合，即可以展示生物材料独特的表现形式，也是不断呼吁人们关注自然与环境 的一种方式与趋势。
2.1.2生物材料的分类
根据该Biofabricate公司发布的《理解—生物”材料创新：时装行业入门》专业报告，报 告中将生物材料划分为五类，即生物基材料、生物制品成分、生物合成材料与生物组装材 料。图1表明了这五类的关系。
（1）生物基材料，
报告中将生物基材料定义为：“全部或部分来自生物量，如植物、树木或动物”（生 物质可以经过物理、化学或生物处理）。生物基材料的例子将包括但不限于：天然纤维（如 棉花、羊毛和丝绸）、人造纤维素（如粘胶）、天然聚合物（如几丁质、角蛋白和酪蛋白）、 动物皮革及其替代品，通过聚棉混合物（其中生物含量满足规定的最低要求）。例如椰子 “皮革"Malai、苹果皮“皮革"Apple leather与葡萄“皮革"Vegea等。
（2） 生物合成材料 在自然界中，“生物合成”一直在发生，无处不在。生物合成将简单的分子合成为复 杂的化合物。报告对于生物合成材料定义为：“生物合成”是一个术语，用来描述一种合成 材料。生物合成学的例子包括发酵物（糖、温室气体等）或催化转化生物质。
目前一些公司也在利用生物合成来生产天然聚合物，这些研发公司的目标是利用生物 技术生产自然界中原本存在的聚合物。如细菌纤维素或生物丝绸，例如Bolt Threads（线栓） 公司研发的蜘蛛丝纤维MircosilkTM （微丝线）。这些材料也被称为"生物合成”。
（3）生物制造材料
生物制造这个词最早被创造于1994年，用来描述珍珠的“生物矿化”。生物矿化是一种 自然产生的生物制造形式，生物制造的成分包含由活细胞和微生物产生的物质。例如：复 杂的蛋白质、丝绸或胶原蛋白。然而它们需要进一步的加工制造，以形成一个更为宏观的 材料结构。例如植物中的天然纤维或废弃植物材料，其必须通过纺织成为“面料”，或加 工成薄片材料。例如菠萝叶纤维纺织品Pinatex、大豆纤维、棕榈纤维纺织品Palmleather、 lino leather。
（4）生物组装材料
生物组装材料是由菌丝或细菌等活微生物直接生长的大型结构。 ―生物组装”是生物制 造的子集。例如菌丝体，细菌或哺乳动物细胞生长的‘皮革'，还有红茶菌，细菌细胞在 生长过程分泌纳米原纤维，该纳米纤维在发酵过程中自行组装形成片状材料。目前，多家 公司正在利用生物组装技术来创新时尚行业的材料。生物组装的生物材料主要有红茶菌纤 维片、菌丝体类皮革、木绒真菌类皮革等等。
2.2生物材料的发展状况
随着跨学科研究的不断兴起，设计师与利用生物技术重新对设计进行思考重塑，为未 来设计开启了新的方向。在科技力量不断攀升与注重可持续发展的二十一世纪，生物材料 的研发为今后时尚领域的发展指明了一条光明的道路。生物设计领域的发展如今仍处于研 究与实践的过渡期，在生物技术的引导下越来越多的公司与专业团队展开了对此的研发且 取得了不错的研究成果。由于大部分生物材料均采用废弃物或天然材料为主要原料，其问 世不仅将是科技领域的优秀成果，还将避免废物管理费用和对环境的相关损害，与此同时， 这些天然废弃物将减少整个产业链的能源排放和消耗，替代了产品中对化学资源依赖较大 的其他原材料，不仅具有一定的环保价值，更是为未来时尚产业开辟了新的设计模式。
主物材料
BIOMATERIAL
生物基
BIOBASED
生物制造材料
BIOFABRICATED MATERIALS
生物合成 |生物制造成分!； 生物组装
SYNTHETIC | BIOFABRICATED |；BIOASSEMBLED ；
| INGREDIENTS
图1生物材料分类模型
2.2.1生物基材料
Lino leather 是设计师 Don Kwaning 设计研发的一款生物基材料，用来作为动物皮革的 素食替代。该材料采用油毡材料制成，油毡通常由植物油和树脂混合矿物或细粉（如软木） 等天然材料制成，原本应用于建筑领域用来当作地板覆盖物或防潮垫，Kwaning去除了油 毡中的一些物质，加入亚麻籽油来改变油毡的性质，Kwaning没有采用颜料来染色，而是 让油毡类皮革展示其自然的颜色。他将材料设计为双面，并用纺织品来作为中间的衬底以 稳定两层复合材料，以此方法制作的油毡类皮革还适用于家具设计与室内装潢。
2020年，越南设计师Uyen Tran推出柔性生物基材料Tomtex，其原料来自海洋生物的 废弃外壳与咖啡残渣等作为皮革的替代品，设计师采用3D打印的方式来对材料进行“编 程”，故Tomtex可以复制任何纹理与图案。设计师从虾蟹壳中提取甲壳素（几丁质）生 物聚合物，该物质使得Tomtex在坚韧的前提下还可以保持柔韧性，而由此产生的材料也 具有天然的防水性能。由于Uyen Tran所选取的原料均有原始颜色，因此无须对材料再次 染色，因此可以节省更多能源与水。此外，通过调配配方和生产方式，Tomtex也可以定制 为皮革、橡胶或塑料。因此Tomtex的应用领域将不局限于时尚领域，甚至延伸到包装、 室内以及工业设计。
同年malai公司发布了其研发的产品malai，它由有机和可持续的椰子纤维制成，其柔 韧耐用，可以与皮革和纸张媲美，并且具有防水性能，且不含任何化学添加剂，可以被土 壤天然降解。此外 VEGEA、 The Apple Girl 等公司也相继推出了“葡萄皮革”与“苹果皮 皮革”等“素食皮革”，均为生物材料的发展与推广做出了贡献，也向前推进了可持续理 念与“从摇篮到坟墓”理论。
2.2.2生物制造材料
2015年Carmen Hijosa博士研发出利用菠萝叶纤维制成的Pinatex，作为动物皮革的 素食替代品，目前Pinatex已成为素食皮革中的主要代表之一。与此类似的还有2011年 Studio Tieerd Veenhoven研发的棕榈叶纤维制造的棕榈类皮革Palmleather与2009年设计师 Hayteks Ekolojik Tekstil 研发的大豆纤维纺织品 Soya Silk SPF。
2017年，来自德国的AMSilk公司利用基因工程使用细菌大量生产了仿生蜘蛛丝。蜘 蛛丝是一种结实，柔软并且重量轻的材质，在发酵生物反应器内，细菌生产蜘蛛丝蛋白， 然后将其纺织成纤维，创造出一种具有独特性能的全新材料，又称“生物丝绸”。目前AMsilk 生产的带有奢侈品牌 OMEGA 的 biofreacted 表带（于 2018 年推出）。2019 年，而日本 Spiber 公司与 North Face38 合作发布了限量版系列夹克，以及设计师 Yuima Nakazato39 的时装系 列和sacai40的t恤，均为brew Protein™制作。brew Protein™是Spiber使用专有发酵工 艺从植物源生物质中生产的蛋白质材料。酿造的蛋白质材料可以加工成各种各样的形式， 从具有丝般光泽的精制长丝纤维，到具有羊绒般柔软或羊毛著名的热吸湿性特性的纺纱， 与皮革替代品。
2020年，同样利用生物科技研发新型生物面料的公司modern meadow推出ZOATM蛋 白质生物纤维面料，其研发的产品具有与动物皮革相似的特性与外观，被作为动物皮革的 替代品。
2.2.3生物合成材料
2017 年 Nature Fiber Welding.Inc（NFW）推出了 MIRUMtm 与 CLARUSTM。根据官 网介绍，mirumtM是一种高性能植物基材料，其原料为100%天然物与天然废料，例如植 物纤维、木浆等，其充分利用了原生和在生物质的强度和多样性，为重组天然聚合物。材 料柔然具有一定的耐磨性，可作为皮革的替代品，并且在mirumtM使用结束后，可以磨 碎并继续回收利用，完全实现循环利用的价值。 CLARUSTM 是 NFW2018 采用绿色化学原 理和闭环工艺，从天然纤维中提炼出的高性能天然聚合物纺织品，相较于普通植物纤维， CLARUStM具有更优良的耐磨性、舒适性与吸湿性。
与此类似的材料还有2019年BANANATEX公司利用香蕉植物纤维Abaca合成的天然 纺纤维Bananatex，与2018年Genomatica科技公司研发的生物尼龙Bio-nylon。Bananatex 是世界上第一款纯由香蕉植物制成的耐用的防水面料。 2020 年， Genomatica 与环保品牌 Lululemon 合作推出利用 Bio-nylon 设计生产的产品。
2.2.4生物组装材料
根据《理解“生物”材料创新：时装行业入门》专业报告中对生物组装材料的定义：“通 过细胞驱动的自我组织产生的层次结构的制造”，例如菌丝体，细菌或哺乳动物细胞生长的 ‘皮革'”。目前属于生物组装类别的生物材料主要有菌丝体材料与红茶菌材料。
2003 年，时装设计师 Suzanne Lee 发现了红茶菌晒干后的产物有一定的服用性能，而 根据培养因素的不同，其产物质感也不同，有的类似纸，有的类似皮。可以通过控制生长 条件来调控产物的形态、质感。Suzanne Lee依据此创立了生物服装工作室BioCouture，由
此打开了设计界的新视域——生物技术。
2015年来自Grado zero espace研发的Muskin，来自于生长在野外的大型寄生真菌火绒 真菌又称为木蹄层孔菌。将柔化剂涂抹在其上，火绒真菌将具有极强的延展性，可以通过 慢慢拉扯将真菌不断延展扩大。因此其属于生物组装材料，在其生产过程中不含有毒物质 与化学物质。由于火绒真菌的天然属性——表面带有柔软的绒毛，质感类似麂皮，使得 Muskin成为亲肤材料的理想选择，且由于其来源自然，且含有天然青霉素物质，限制了细 菌的增值。
2016年来自荷兰的NEFFA公司创始人Hoitink创造了一种由菌丝（蘑菇的根）生长而 成的织物‘Mycelium textile（菌丝体纺织品）并将其命名为MycoTEX°NEFFA运用MycoTEX 设计制作了几款手包与概念服装，他们将湿润的菌片依次交叠覆盖在人台上，待其自然风 干后便形成一款贴身无缝缝概念服装。自此以后，越来越多的设计师与研究者开始关注这 种类似皮革的新型可降解生物材料——菌丝体材料。对菌丝体材料进行研发的公司也涌现 出来，例如来自美国的Bolt Threads研发的Mylo、MycoWorks研发的Reishi、Ecovative Design 研发的 Forager 与 Mycocompites、 BioMASON 研发的菌丝体砌材、来自意大利的 Mogu研发的Mogu Floor、来自印度的Mycotech公司研发的Mylea等等。
为了更便于理解各类生物材料与代表产品，对信息进行整合分类总结了表1
表1生物材料分类及代表产品
分类 生物材料 研发时间 研发公司/设计师 研发产品
Nature Fiber Wel
ding.Inc
生物
合成
生物尼龙 2018
生物
组装
香蕉植物
合成纤维
纺织品
红茶菌类
皮革
菌丝体类
皮革
木绒真菌
类皮革
2019
2003
2010
2015
BANANATEX Bananatex
Biocouture 红茶菌
Mycoworks、Bolt ReishiTM、Myl
Threads、Ecovativ oTM、Mycoflex e、Mycotech、Mo TM、MyleaTM、 gu MycoTEX 等
Grado Zero Espa
ce
MuskinTM
服饰、箱包
服饰、包装
服饰领域 建筑家居领 域、美妆领 域等
室内、家居
服饰
椰子纤维
类皮革
2020
Malai
MalaiTM
服饰设计
大豆纺织
品
2009
Hayteks Ekolojik
Tekstil
Soya Silk SPF
服饰
棕榈纤维
纺织品类
皮革
生物
制造
菠萝叶纤
维纺织品
类皮革
2011
2015
Studio Tieerd Vee
nhoven
Palmleather
服饰、箱包、
家具
Pinatex
Pinatex
生物类皮
革
2017
Mordern meado ZOATM、brew
w、Spiber ProteinTM
服饰
生物丝绸
2017、20 Bolt Threads、 A
19、2019 MSilk、Spiber
服饰
由表 1 可见，以上具有代表性的生物材料大部分在 2010 年后开始逐渐涌现。越来越多的科 技公司与工作室和设计师们，秉持可持续发展与道德伦理理念纷纷投入了对生物材料的研 发设计中。此外，生物材料除了在设计领域的运用还被艺术家应用在一些生物艺术的装置 中，用来呼吁人们提高对环境保护的关注度等自然议题上。
从其开始兴起到成为时尚产业新材料不可或缺的一部分，其时间跨度大约 15 年，越来 越多的研发产品投入商业市场，已取得可观的成绩，由此也激发了愈来愈多的时尚品牌加 入其中，例如 Stella McCartney、Lululemon、Adidas、H&M、Hermes 等国际品牌。直到今 天，新型生物材料仍在不断创新的阶段。对此趋势，伦敦艺术大学圣马丁学院开设了生物 设计课程，致力于利用生物技术手段研发新材料，引领年轻设计师从新视角来反思设计。 由此可见，生物材料具有很大的发展前景，虽作为新兴领域，生物材料领域的发展仍有很 多不足之处，但相信其终将会将颠覆未来的设计市场。
第 3 章 菌丝体生物材料的概述
3.1菌丝体生物材料的定义与分类
3.1.1菌丝体生物材料的定义
目前针对菌丝体的专业定义与分类大多属于植物学范畴，然而随着菌丝体材料在多领 域的逐步发展，其定义与分类需要更加清晰地说明与界定。根据维基百科对菌丝体的解释： 菌丝体（Mycelium）又称为菌丝球，菌丝是由真菌的所有丝组成的网络，也称为蘑菇根。 指真菌的营养生长部分（相对于生殖生长部分的子实体），由许多分枝的菌丝组成。菌丝 体即蘑菇灵芝等真菌的根，菌丝体生物材料（以下简称菌丝体材料）为通过菌丝体加工制 成的材料。在适宜培养条件下，灵芝抱子逐渐成长为线状“菌丝”，而后线状菌丝之间相互 缠绕聚集组成密集的菌丝体片状结构［9］。
3.1.2菌丝体生物材料的分类
在分类上，根据《理解“生物”材料创新：时装行业入门》报告，菌丝体材料属于生物
材料中的生物组装，即通过细胞驱动自我组织生长的层次结构，菌丝自然生长缠绕而成， 无需人工合成［13］。目前菌丝体材料主要有纯菌丝体材料与菌丝体复合材料两种表现形式［14］。 纯菌丝体材料以平面形态存在，由纯菌丝体自然生长而成，主要当做动物皮革的“素食替代”, 多应用在服饰领域，如图2 所示［15］。此外，纯菌丝体材料还可以作为新型类纸膜材料应用 在医学包扎领域或作为传统纸张的替代品［16］［17］［18］。菌丝体复合材料主要以立体形态存在， 是菌丝体与稻谷壳、玉米芯、木屑等农业废料、废弃塑料、废弃纤维等相结合培养而成的 复合材料，可制作成缓冲包装、水泥砖块、隔音墙板、灯罩、桌椅、汽车部件等，多应用 在包装与建筑家居领域［2］，如图 3所示［15］。
3.2菌丝体材料的发展状况
3.2.1纯菌丝体材料的发展
菌丝体材料作为新生的绿色可降解生物材料，其发展时间较短，目前对其进行研究的 公司也屈指可数。对纯菌丝体材料的发现主要建立在对菌丝体复合材料的研发过程中。 Mycoworks公司创始人Phil Ross在研发菌丝体复合材料的过程中发现长出托盘外的纯菌丝 体泡沫在经过压缩过具有类似皮革的良好性能，因此将研究重点从菌丝体复合材料的研发 上转移到对纯菌丝体材料的研究，为了更迅速地了解菌丝体材料的发展，总结了表 2。
2016年MycoWorks公司成功研发出菌丝体仿皮革面料 ReshiTM,其选用木灵芝菌 丝体来作为培养对象，利用其技术在几周时间内培育出半块牛皮大小的纯菌丝体材料，经 过不断地工艺改进，最终将该材料命名为ReishiTMFine Mycelium，这标志着纯菌丝体类皮 革材料的问世, Mycoworks 公司也成为菌丝体材料的引领者与开创者。同年 NEFFA 公司 创始人Aniela Hoitink利用液态发酵法研发出纯菌丝体材料MycoTEX，并运用其设计制作 了一款无缝缝概念连衣裙，该裙子在 2016 年荷兰设计周上进行展示，自此，许多设计师纷 纷将目光投到了这种新奇的材料菌丝体上，然而受液体发酵法的制约， MycoTEX 的尺寸 均较小较薄，且研发成本较高无法大批量生产，故其产品质量也存在一定程度的质疑。
2017 年 Mycotech 公司也相继推出了其自主研发的复合纯菌丝体材料的 MYLEA TM， Mycotech 将纯菌丝体材料与织物粘合在一起 该材料集耐磨性、防水性、阻燃性等特性于 一体，并且具有可印压可染色等交互特性，让设计师们再一次看到菌丝体材料的更多可能 性， 2021 年 Mycotech 与日本时尚品牌 Doublet 合作推出了第一款由纯菌丝体材料制成的夹 克。
2018年Ecovative Design公司制作出菌丝体泡沫MycoFlex™，通过加工印压， MycoFlex™可以制成菌丝体类皮革面料Forager™ Hides、还可以制成菌丝体面膜纸、凉拖 甚至是素食肉AtlastTM其产品涉及了美妆领域、包装领域、与食品领域。2018年ecovative 公司将其制造工艺传授给了 Blot Threads 公司，此后 Blot Threads 公司利用该技术与 Stella McCartney、 Lululemon、 Adidas、 Kering 等品牌进行合作，推出了由纯菌丝体类皮革材料 制成的各种产品。
从时间上看纯菌丝体材料的发展非常短暂，在生物材料的发展历程中也仅仅是名“新 生”，然而从 2016 年研发成功至今不过五年时间，其影响力与知名度却在不断飙升。从 2020 年起随着 Mycoworks、 Bolt Threads 等菌丝体材料研发公司与爱马仕、 Adidas 等各大 品牌的广泛合作，研发公司也逐渐公布了与品牌方在 2022 年的最新的合作预告。人们对于 菌丝体材料的接受度也在不断上升，纯菌丝体材料作动物皮革替代品的“头衔”也被彻人 们彻底接受，相较于传统动物皮革，纯菌丝体类皮革材料具有的环境友好、低耗能、低成 本、废物利用、生产速度快、零残忍等优点也令消费者开始青睐该材料制成的时尚产品， 同时改变了部分消费者的伦理道德观，逐渐将消费重点放在产品的道德属性上。综上，菌 丝体材料具有良好的发展前景与综合研究价值。
3.2.2菌丝体复合材料的发展
20世纪90年代，Mycoworks公司创始人Phil Ross发现灵芝对光、空气、重力和温 度等日常因素的动态反应在形式、质地、和色彩表达上具有丰富的多样性，于是开始培育 菌丝体作为艺术与设计的材料［15］。他最初将菌丝体应用在雕塑作品上，并逐渐发现菌丝体 的多种优良性能。2008年Phil Ross开创性地提出真菌结构（Mycotecture），用来描述用 菌丝体设计和建造的艺术，他的MYCOTECTURE VAULT装置作品曾在MoMA、 Kunsthalle Dusseldorf和莫斯科当代艺术双年展上展出，他的专利和出版物也是菌丝体材料 科学领域的基础，因此引发了各界设计师们对该新型材料的关注。
2009年来自Officina Corpuscoli工作室的意大利设计师Maurizio Montalti受邀制作了 一场名为“塑料的未来”的展览，其创新性地运用菌丝体聚合物来替代传统塑料包装，展览 将设计学科视为分析、创造、和引领我们当代生活的具有深刻变革的学科，思考了当下日 常生活用品设计模式的局限性，该展览提出了一种完全颠覆的思维模式——将生物设计视 为创造和引领我们未来生活的具有深刻变革性的学科，旨在传达塑料材料在未来将如何变 化的建议和愿景，为之后菌丝体复合材料的发展奠定了重要的思想与实践基础。
2014年Ecovative Design公司推出了其研发的菌丝体复合材料缓冲包装 Mycocompites™，并将其技术授权给Danielle Trofe （丹妮•托弗）公司，目前Danielle Trofe （丹妮•托弗）公司已利用该技术设计制作了一系列灯罩等家具用品，且已达到售卖标准， 具有良好的商业价值。由于其产品具有防水性、质量轻、可降解、坚固性等特性，成为可 降解缓冲包装的优良替代品，因此定制其产品得的品牌也依次而来，有香薰蜡烛品牌keap、 Shrine、酒精品牌Aplos等等，Ecovative Design该公司也成功利用该技术支持了 Magcial Mushroom Company > Paradise Packing Co等公司。菌丝体复合材料包装逐步在网络上兴起， 成为消费者对于所购品牌是否具有环保精神的一个重要的判断标准。
菌丝体材料在多领域的应用引发了材料科学研究者对其的重视，研究者们通过实验表 面，菌丝体复合材料具有良好的吸声性能，可以作为隔音墙板应用在建筑领域。 2015年来 自意大利的MOGU研究所便推出的其吸声产品Foresta Acoustic System与Mogu Floor Flex，通过不断的改进技术改进，目前MOGU已经创造出丰富多彩的产品颜色与形状以满 足消费者不同的审美偏好。2017年Mycotech公司研发了一种30x30厘米菌丝体材料复合 板BIOBO,不同于以往菌丝体复合材料的外观，BIOBO的表面非常光滑，与木板十分相 似，可应用在家具、地板、墙板的设计中。
在生物设计师Suzanne Lee的TED演讲中，她描绘了一幅以生物设计为导向的未来人 们的衣食住行：人们的吃穿住行均与生物设计产品为伴，穿着的服装是 Faber Futures 公司 研发的细菌染料所染，皮鞋与皮包均为菌丝体类皮革材料设计制成。家居办公环境中的椅 子为Officina Corpuscoli工作室制作的菌丝复合材料制成，地板为Mogu Floor，瓷砖为 BioMason公司生产的生物基水泥砖bioLITH，灯罩为Danielle Trofe设计制造的菌丝体复 合灯罩。 Suzanne Lee 说道：“设计出的材料不应该损害我们的健康与地球的健康，如果材 料不能回收利用或在家中自然降解，我们应该拒绝使用它。我认为没有比生物制造更好的 未来选择。”然而这不仅需要材料科学家的努力，而是设计师、艺术家、工程师等跨领域 人才的共同携手并进
表 2 菌丝体材料发展情况表
产品名称 研发时间 研发公司 产品图片 应用领域
Mylo™ 2018
Bolt Threads
服饰、箱包
MycoFlexTM 2018
MycocompitesTM 2014
复合材
料
建筑、家具
图2 ReishiTMby MycoWorks问 图3菌丝体复合材料by MycoWorks问
3.3 菌丝体生物材料的培养过程
3.3.1纯菌丝体材料的培养方法
当下研发菌丝体材料的公司或工作室的培养方法均不尽相同，在细节的处理与把控上 各个公司均有其独有的处理方法。但大体上可以分为液态发酵法(Liquid surface fermentation (LSF))与固态发酵法［19］ (Solid-StateFermentation(SSF))，其培养方法与工艺流 程见图 3。液态发酵法培养速度较快，生长较为均匀，易受到污染，并仅限于生产用于印 刷的较薄的类纸膜状材料。固态发酵法生长速度较慢、成本较低、污染风险较低，成品 较厚，然而根据不同区块菌丝体对营养底物的吸收情况不同，厚度难以均匀，该方法主 要生产动物皮革、合成泡沫、绝缘材料、纺织品和高性能纸样材料等产品的替代品［19］。
LSF(液态发酵法)是NEFFA公司培养纯菌丝体材料的主要方法。在无菌环境中，25〜35°C 的培养温度下，将菌丝接种到装有培养液的培养皿中，培养液一般为葡萄糖、果糖、维生 素等营养物质。由于菌丝体为好氧真菌，菌丝在静态的营养液中进行液体发酵，等待 10 天左右，菌丝会在液体表面形成一层菌丝膜。通过控制生长时间的长短与营养物的含量， 可以控制菌片的薄厚。厚度不同的菌片干燥后的材料性能也有所不同，较薄的菌片其质感 类似纸张或塑料，较厚的菌片则质感更加接近皮革。之后将甘油或乙醇涂抹在晾干后的菌 丝体材料上，也会对其颜色、透明度和韧性产生影响［20］。通过实验发现，甘油的渗入会令 菌片颜色变深，变为棕褐色，但其柔韧度会因此变强。
SSF （固态发酵法）是目前主流的培养方法。在SSF中菌丝体类型与底物是最重要的 影响因素，直接影响最终的材料特性［21］［1］。其中营养底物中的棉籽壳含量越高，菌丝体的 生长情况越好［3］。灵芝属真菌是目前最常用的菌种类型［22］。固体培养应保持在光照、温度 和湿度均可控的培养条件下。其最佳培养温度为25-35°C，最佳湿度为60%-65%以防止干 燥［23］，黑暗的条件不仅有利于防止子实体的形成，而且有利于菌丝的快速生长。固态发酵 法需要营养底物，例如木屑、稻壳、玉米芯等农业废料，当菌丝体与营养底物结合时会释 放甲壳素（几丁质）对其进行降解和转化。甲壳素为天然粘合剂，起到支撑与粘合的作用 ［24］，过程中菌丝体既充当分解者又充当天然聚合物［25］，菌丝体将营养物紧紧包裹在菌丝中， 并在表层形成具有一定厚度的纯菌丝体泡沫层， 7~10天左右，待厚度达标后便可将其与营 养底物分离。之后在60C高温下对其进行印压灭活，通过改变蛋白质活性与水分含量增强
图4菌丝体材料的培养方法与工艺流程图
其韧性。然后经过化学或物理处理在性能、纹理、外观等方面模拟动物皮革，形成纯菌丝
体类皮革材料。
3.3.2菌丝体复合材料的培养方法
菌丝体复合材料的培养方法为SSF。将菌丝体接种到营养底物上对其降解转化并吸收, 底物为菌丝生长提供必需的营养物质，如碳源（如葡萄糖或果糖）、氮源、矿物质和维生 素以及水［26］。菌丝相互交融形成更密集的网络直至完全渗透并包裹整个营养底物。营养底 物一般为木屑、稻谷壳、玉米芯、废纸浆、亚麻等，除此以外也可以加入废弃塑料或废弃 植物纤维等，最终菌丝体复合材料的形状与放置营养底物的模具形状一致。其基本生长条 件与培养纯菌丝体材料时一致，等待7~10天，发酵结束后进行脫模与烘干，并在60 C高 温下灭活，热压缩或冷压缩，可增加密度，降低质量并增强坚固性，之后进行激光切割对 形状进行更细致的雕刻，以达到缓冲包装的基本性能。在上述流程中，营养底物的种类与 比例、不同形状的模具、接种其余菌种等均会对生长过程产生影响，通过调节上述影响因 子，便可对菌丝体复合材料的最终性能与形态进行调节与控制。
3.4菌丝体材料的特性分析
唐纳德• A •诺曼在《情感化设计》一书中从认知心理学的角度出发，提出了 “情感化 设计层次模型”他以情感化设计来诠释人对产品之间的情感过程，将用户的认知分为三个 层次：本能、行为与反思［27］。并针对人们的三个认知层次提出了该层次相对应的设计模型。 诺曼指出日常的生活用品的设计不仅要美观并且还需要便于操作。目前情感化设计不仅运 用于造型设计还有服务设计、交互设计等等。
这三个设计层次是适用于任何设计，且在任何设计中，这三个不同的层面都是相互交 织的。借用诺曼提出的情感化设计三层次理论来对菌丝体材料进行本能层、行为层、反思 层的特性分析，旨在通过该三个角度的分析来对菌丝体材料进行全面的特性解析，为接下 来的设计应用提供基本特性依据，并且通过运用情感化设计理论来指导设计过程，以便更 好地展现菌丝体生物材料的独特设计语言与风格。
菌丝体材料其特性受菌丝体类型、底物、营养物含量、pH、湿度、光照、培养方式等 多重因素的影响［28］。本文以较为普遍的固态发酵法（SSF）培育出来的纯菌丝体类皮革材 料与菌丝体复合材料来进行多重特性分析。
3.4.1本能层特性分析
本能层指产品带给用户的第一感觉，即感官刺激，它由生物因素决定，人类现阶段的 对外界的感受主要集中在“五感”即眼耳鼻舌身对应的视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉， 通常由产品的外观、颜色、造型、气味、质感等方面所决定。
（1）纯菌丝体材料
根据图5、图6、图7三家代表研发公司运用固态发酵法推出的产品，总结出纯菌丝体 面料在视觉特性上具有以下的共同特点：形态上，纯菌丝体类皮革面料均以二维平面形态 存在。图案上，因纯菌丝体类皮革材料均为自然发酵，故在不经过染色和其他化学处理前， 经过印压后的纯菌丝体材料均有明显自然菌丝体生长斑纹，呈现深浅不一的分布。颜色上， 经过高温印压杀菌处理后，菌丝体面料在颜色上大多均呈现褐色、黄色等颜色，且分布不 均，在涂抹甘油与酒精后其颜色与柔韧性感也会发生一定的改变［20］。厚度上，纯菌丝体类 皮革材料的厚度受培养的时间、营养底物、培养温度、等因素的影响，根据 Mycotech lab 官网发布的材料报告，经过处理后的纯菌丝体材料成品厚度为3〜9mm,重量为400g/m，错误! 未找到引用源。。纹理上，因菌丝体类皮革材料为自然生长形成，故未经处理的材料表面会有一 定的凹凸纹理。而经过印压等方式处理后可以塑造出各样的纹理。视觉质感上，菌丝体面 料放置一段时间后由于水分流失，会导致其表面出现类似肌肤或树皮的纹理。在悬垂性上， 由于其具有一定的厚度与质量因此悬垂性较差。
在触觉特性中由于纯菌丝体材料为菌丝相互缠绕后形成的天然面料，拥有柔软的触觉 效果。由于菌丝体面料为自然生长形成，因此有一定的凹凸不平的触觉特性，而经过印压 处理后则会拥有丰富的纹理。印压后其厚度也有一定程度的增加，其拉伸性也有相应的提 升。
在嗅觉特性上因菌丝体是由灵芝孢子生长而成，因此在气味上为带有轻微菇类的气味， 风干后无味。
（2）菌丝体复合材料
菌丝体复合材料是菌丝体与营养底物相结合生长而成，故在外观上呈现为三维立体形 状，由于菌丝体为白色故整体颜色呈现白色外表，而根据培养时间的不同于塑形方式的差 异，菌丝体对营养底物的覆盖程度有所不同，因此其颜色也会有些许不同［30］。此外在外观 特性上菌丝体复合材料有明显的凹凸颗粒感。其触感坚硬且有明显的颗粒感，由于水分已 完全蒸发，其密度较小，重量较轻，在本能层上已初步具有缓冲包装的性能标准。在嗅觉 特性上无甲醛等刺激性气味，不含任何化学添加，对人体无危害。
3.4.2行为层特性分析
行为层和产品的交互有关，即在操作中产品的功能带给消费者的乐趣与感受［31］。诺曼 在《情感化设计中》提到优秀的行为层次的设计有四个要素：功能、易理解性、易用性和 感受［27］。行为层在服装设计中的应用体现在服装的舒适性与功能性上，例如：穿着是否舒 适、穿着是否合体、活动是否方便、是否可以适用于多种场合、是否具有保暖性或透气性 等基本功能。对于纯菌丝体材料，行为层特性主要体现在其具有良好的可塑性与交互性上， 其具有可印压、可染色、可缝合、可以其余材料结合生长等多种特性。而对于菌丝体复合 材料，其行为层特性主要体现在其可塑性、坚固性、保温性、隔音性、吸水性、阻燃性等 方面。
（1）纯菌丝体材料
①可印压
纯菌丝体类皮革材料的厚度根据最初培养时的生长情况而定，待菌丝体泡沫生长到一 定的厚度，便可收割对其进行印压与多样纹理的塑造，以增强其耐拉性，如图 8所示。根 据Mycoworks发布的纯菌丝体类皮革材料Reishi性能测试，经过印压纹理后的Reshi，在 抗拉强度与延伸率上均有显著的增强。
②可染色
图9 染色后的菌丝体材料[32][20]
由图 9 所示，左图为 Mycoworks 对其产品 Reishi 进行的染色实验，右图为 NEFFA 对 其 MycoTEX 进行的染色实验。由图可见，由于纯菌丝体类皮革材料具有良好的渗透性， 因此具有可染性。并且根据Reishi™的性能测试报告，Reishi暴露于排汗、水渍、溶剂吸 湿、弯曲、紫外线或蒸馏和盐水中的耐褪色性可与牛皮革媲美。
④交互性
图 10 与不同面料结合生长的菌丝体 [20]
根据 NEFFA 的研究发现纯菌丝体材料具有与其余面料结合生长的交互特性，菌丝体 渗透并“消化”面料形成菌丝体复合面料[20]°NEFFA选取了 21种不同的面料来进行实验， 如羊毛，亚麻，棉花，丝绸，聚合物等，得出结果：菌丝体不喜欢在紧绷的针织或编织织 物上生长，它需要空间来生长。因此在结合实验中首先选取间隙大的织物，这为第五章的 结合实验做了理论支持。
（3） 菌丝体复合材料
菌丝体复合材料具有极强的可塑性，根据生长模具的不同，其最终形状也不同，可以 做成椅子、灯罩、缓冲包装等任何形状的物品。其交互性还体现在可以与其余材料相结合 生长，例如废弃塑料、废弃纤维等，结合后的菌丝体复合材料仍保持其基本性能，且解决 了部分废弃塑料污染的问题。菌丝体复合材料的行为层特性还包括良好的坚固性与抗压性 错误!未找到引用源。，在磕碰实验后仍可以保持原样，还具有良好的隔热保温性能［34］、良好的隔音 功能［35］，其粗糙的表面可以有效反射与吸收音波，此外还拥有保水性能与吸水性［36］、阻燃 性［37］等等，其更多的特殊性能仍在开发中。
3.4.3反思层特性分析
反思层则与信息、文化以及产品背后的社会意义与文化价值密不可分。反思层是基于 前两个层次的作用，在消费者内心产生的更深层次的个人经历、文化背景等多种因素交缠 在一起的复杂情感体验［38］。反思层次的设计在设计领域正在不断扩大与加深。它将设计不 仅局限于设计产品外观与功能，而是引向共鸣、回忆、自我认知、生活方式等抽象的精神 层次。对于菌丝体材料，其反思层特性之一体现在其极强的环保价值，例如：可循环利用 与可生物降解与无污染等。之二体现在避免使用动物原料的伦理问题，实现了类皮革材料 中与动物皮革外观最接近并且完全实现零残忍的材料，理论上间接减少了温室气体的排放， 对有一定的气候保护作用。
（1）生物降解
因菌丝体为自然界生物，菌丝体材料也均为菌丝体与农业废料的结合产物，相较于化 学合成物与石油衍生物，因此不会破坏当地的土壤环境。菌丝体材料具有可被土壤天然降 解的特性，并且菌丝体材料还可以充当肥料来滋养土壤。菌丝体作为分解者具有很强的抓 力，在其生长的过程中，可以产生抗生素保护周围植物，菌丝体逐渐缠绕生长成为蘑菇， 又形成了新的循环系统，为土地带来了新的生机。
（2）循环利用
因菌丝体材料生长所需的原料均来自农业生产废料，菌丝体“消化”营养底物并包裹 底物接着在表面生长一层泡沫垫，待收割后底物仍可以继续进行固体发酵，等待下一次收 割，但随着营养底物逐渐被吸收消耗，其每次的产量也会随之减少，待底物中营养完全被 吸收，还可以作为肥料继续循环利用，且培养菌丝体材料所需的营养底物均为玉米芯、稻 谷壳等农业废料，因此完全可以实现本地化生产。
（3）低耗能性
由于菌丝体类皮革材料与菌丝体复合材料直接由菌丝体生长而成，该过仅需要10天左 右，便可得到制成品，其生产过程跳过了种植棉花、采摘、纺纱、织布的步骤，不仅在整 个生产阶段减少了浪费，还减少了水资源、农田和交通、时间等资源的消耗，大大降低了 碳排放量。而根据2020年5月18日Mycotech官网公布的产品专业报告，该报告选取2019 年3月1日到2020年2月29日期间的工厂数据，经过检测在该期间Mycotech产生的碳排 放量低于平均水平，根据使用LCA方法进行的200公斤产品比较，MyleaTM的全球变暖潜 势（GWP）比牛皮革低50%。目前该公司也针对此结果调整了其生产方式，致力于减少碳 排放与降低耗能［39］。
（4）无污染
根据Mycotech官网公布，根据使用LCA方法进行的200公斤产品比较，MyleaTM的 二氯苯物质（DCB）含量比牛皮革低70%。且严格监管七个生产后的废弃物与废水的参数， 分别为BOD5, COD, TSS，苯酚，铬，氨，pH,以符合当地法规SNI （印度尼西亚国家标 准化署）的规定［39］。
（5）无动物成分
根据 Mycoworks 公司和 Mycotech 公司与 Bolt threads 公司 Mylo 的检测报告成果表明 菌丝体材料制成的面料在无论在外观和特性上都与动物皮革有很大的相似性，可当做是皮 革的素食替代，甚至在某些特性优于传统动物皮革，相较于动物皮革，它可以定制大小、 纹理、并且快速。素食皮革的应用还可以解决很多传统皮革产业引起的伦理道德问题与环 境污染等问题。 Mycoworks 公司总结了相较于市面上其余类皮革，在外观、环境友好、流 程复杂度、循环利用、是否使用动物原料等方面均达到了较高标准。
（6）加工过程
相较于传统的布料制作与其余生物制造类类皮革材料的制作过程，例如菠萝叶纤维
Pinatex，从菠萝叶中剥离出其植物纤维，再将其经过处理后纺织成“布料”后经过裁剪制 成服装，待其破损后无法继续回收利用。而动物皮革则需要经过扒皮、处理、裁剪、缝制 到制成成衣，待其破损后也无法继续回收再生长。纯菌丝体体材料则仅需培养、处理、裁 剪、缝制几个步骤便可得到成衣，且待其破损后可继续回收生长或作为肥料让土壤天然降 解，相较于以上两种材料的生产过程，纯菌丝体材料具有较为简便的生产加工过程。表 3 总结了各种生物材料与动物皮革的比较分析。
表 3 各种生物材料的比较分析
性能是否达标 V V 是否有益于环境 V V 是否可以回收利用 V X 过程是否低成本 V X 生产过程是否简洁 V X 是否含有动物原料 V X
3.4.4纯菌丝体材料的服用性能
由于目前对于纯菌丝体类皮革材料的特性研究方面的论文较少，因此大多数材料特性 均为根据研发公司所做的简便的测试实验得出，缺乏严谨的实验数据，但某种程度上展现 了该材料的性能特性，根据这些实验整理了以下纯菌丝体材料的服用性能。
（1）耐拉性
由于菌丝相互缠绕并经过压缩，故有一定的耐拉扯性，NEFFA通过实验还发现纯菌丝 体材料在生长和潮湿的时候，具有良好的柔韧性，待风干后，却变得异常脆弱和易碎。为 了能够在实验室外使用，纯菌丝体材料需要干燥，湿润的纯菌丝体材料则很容易继续生长 或受到空气中霉菌的感染。NEFFA对不同类型的底液进行了测试，发现用甘油、醋等擦拭
可以使纯菌丝体材料在干燥的情况下也保持柔韧性，增强其的拉伸性，以达到类似橡胶的 性能［11］。根据 Mycotech Lab 所发布的材料检测报告，厚度为 0.6-0.7mm 的纯菌丝体类皮革 面料其抗拉强度为8~11MPa。根据Mycoworks在2020年2月所发布的其研产品Reishi的 性能检测报告［41］：未加工纯菌丝体类皮革面料的抗拉强度为5.6〜7.4MPa,而经过印压后的 材料抗拉强度具有明显的增强达到9.2〜10.2MPa,并与牛皮的抗拉强度进行了对比，牛皮 的抗拉强度为〉8MPa,相较于牛皮纯菌丝体类皮革面料强度具有良好的可比性。
(2)可与布料固定
根据图 12Mycoworks 公司所做的缝合实验，其纯菌丝体类皮革材料与传统动物皮革一 样具有可缝合的特性，且缝合牢固，不易脱落。图 13 为笔者利用纯菌丝体材料做的热熔 胶粘合实验，实验表明该材料可以通过双面热熔胶与布料充分黏合达到固定作用，且不会 轻易脱落，此两种实验结果为第五章的设计实践提供了与布料结合的实验依据。
(2)耐磨性
根据Mycoworks在2020年2月所颁布的其研发产品Reishi™的性能检测报告其斯托 尔磨损(Stoll Abrasion)为>1300［41］,具有与牛皮革可以媲美的磨损系数。根据Mycotech Lab所发布的Mylea材料检测报告，其磨损马丁代尔为(Abrasion Martindale) >50.000［39］， Mycoworks 公司通过将纯菌丝体类皮革材料与天然或合成聚合物混合形成菌丝体类皮革材 料复合材料，进一步提高了材料的耐疲劳性与耐磨性［43］错误!未找到引用源。。
（3）防水性
根据 Mycotech 利用茶水、功能性饮料、苏打水、咖啡四种液体所做的实验［45］，分别将 四种液体倒在 Mylea 上等待片刻，用纸巾将其表面液体擦干观察其浸透程度。根据实验， Mylea 并没有被浸湿，也没有染色等情况的发生，其拥有良好的防水性。此外，对其表面 涂抹蜡层也会增强使材料的防水效果。
（4）轻便性
由于纯菌丝体类皮革材料由菌丝体泡沫压缩而成，因此其质量较小，根据 Mycotech 官网信息，其研发产品Mylea的重量为400g/m，，相较于传统用于做手套与皮包的薄牛皮 皮革的重量标准每平方米900g~2400g，具有良好的轻便性。
（5）阻燃性
图 14 Mycotech 对其产品 Mylea 进行的阻燃性测试实验［46］
根据 Mycotech lab 所做的阻燃实验，将火源连续在 Mylea 上移动灼烧，持续几秒后观 察其表面变化，燃烧后的表面没有被点燃，也没有灼烧痕迹，并且也没有产生颜色上的改 变，未对材料造成损害。
为了便于全面了解菌丝体材料，对其制备方法和特点归纳总结见表 4。
表 4 菌丝体材料制备方法及特点
分类 纯菌丝体材料 菌丝体复合材料
培养方法 固态发酵法 液态发酵法 固态发酵法
培养方法的优势 生长速度快、成品较厚、低 污染风险、低资金成本、低 技术设施 生长速度快、成品厚度较均
匀、易与营养液分离 生长速度快，可自主塑形
培养方法的劣势 厚度不均匀、不易与底物分
离 高污染风险、成品较薄 无
制成品形态 类皮革状、泡沫状 类纸膜状、类皮革状 复合砖块状
产品本能层特性 平面形态、有一定厚度、凹 平面形态，较薄，厚度均匀， 立体形状、表面有颗粒感、
凸纹理、生长斑纹、颜色为 颜色为米色或淡黄色 质地坚硬、颜色为白色或黄
白色或黄褐色 褐色
产品行为层特性 可印压、可染色、可缝合、 可印压、可染色、可缝合 可塑性、可冷压缩、热压缩、
可与其余面料结合生长 可与其余材料结合生长
产品反思层特性 循环利用、生物降解、本地 循环利用、生物降解、本地 循环利用、生物降解、本地
化生产、无动物成分、无污 化生产、无动物成分、无污 化生产、无动物成分、无污
染、低耗能、天然聚合物 染、低耗能、天然聚合物 染、低耗能、天然聚合物
产品功能特性 防水性、阻燃性、耐拉扯性、 防水性、阻燃性、耐拉扯性 隔音性、吸水性、阻燃性、
保温性、隔音性、减震缓冲
性 坚固性
应用领域 服装、箱包、缓冲包装等 类纸膜、医用包扎、服饰等 缓冲包装、建筑家居等
研发公司与产品 Mycotech Lab (MyleaTM) NEFFA (MycoTEX™) Ecovative (MycocompositeT
Bolt Threads(MyloTM)、 M)
MycoWorks( ReishiTM)、 Mycotech( BIOBO)、
Ecovative( MycoFlexTM、 MOGU( Mogu Floor)
ForagerTM)
第 4 章：菌丝体材料的设计应用
菌丝体材料的多种特性为各设计领域带来了新挑战与新机遇，如何将该新型生物材料 融入到设计实践中，如何在设计产品中更好地发挥材料的优势，实现情感化设计的全面达 标，是目前生物设计领域的主要目标与难题。该章节旨在分析各个公司与工作室运用菌丝 体材料制作的设计成品，通过探究其应用形式、制作方法、工艺手法等来对当下菌丝体材 料的应用设计进行全面的剖析，并对照情感化设计理论对其设计产品进行优劣势分析，总 结该材料独有的设计语言与最优表现形式。
4.1菌丝体材料在服饰设计中的应用
4.1.1服装设计应用
(1)菌丝体服装概念产品
2010年，NEFFA公司采用图4中的液态发酵法研发了独有的纯菌丝体材料MycoTEX。 其将湿润的圆形菌片依次交叠摆放在人体模特上，由于菌丝体具有相互融合的特质，待其 风干后便可形成一款无缝缝概念服装［47］。 NEFFA 已经利用该方法制作了概念服装与手包， 这也是首次将菌丝体材料应用于服装设计中的探索。该设计为设计师们打开了新的设计方 向，由于未经过处理，服装展示了材料的原始形态与样貌，开拓性地探讨了服装材料的选 取范围。
(2)菌丝体服装应用产品
①与面料结合设计
2021 年 3 月 Bolt Threads 公司与可持续时尚品牌 Stella McCartney 通过合作推出了
MyloTM制作的黑色紧身胸衣和裤子套装［48］。MyloTM是该公司自主研发的纯菌丝体类皮革 材料，其目的是取代动物皮革，开创新型植物皮革。该公司采用图 4 中的固态发酵中的置 于托盘发酵法，待纯菌丝体泡沫生长到一定厚度将其收割，用印压机模拟动物皮革的纹理， 最后进行鞣制上色，使其在外观上与动物皮革几乎无差别，从本能层出发消减消费者对于 生物材料的抵触感与陌生感。目前受托盘大小限制，无法制造出大面积的MyloTM，此外 其性能还有待优化。因此设计师Stella McCartney采用将MyloTM与面料粘合的结合设计来 展示该产品。采用此种设计形式，材料未直接接触皮肤，也使消费者增强了对材料的信任 感与接受度，同时也加强了服装的保暖性。这是首款运用纯菌丝体材料来进行设计创作的 服装，通过 Stella McCartney 的品牌效应，也令更多人了解到该新型类皮革生物材料。
②单独应用设计
2021年6月27 日,日本领先街头时尚品牌Doublet在2022春季巴黎时装周发布会中 推出MyleaTM系列［49］。Mylea是Mycotech Lab公司研发的纯菌丝体类皮革材料，其采用固 态袋中发酵法培养，待菌柱表面形成具有一定厚度的纯菌丝体，将其收割并清理表面残留 营养底物，之后对将多张纯菌丝体片进行印压融合以增强材料厚度和加大材料的面积，该 方法也使得Mylea的材料大小可以无限延展，实现无拼接设计。最终通过鞣制、染色形成 MyleaTM。鞣制染色令Mylea达到可以类比动物皮革的外观，从本能层上减少了消费者对 材料的陌生感增强了材料的信任值-Doublet在这个时尚系列中用MyleaTM取代皮革设计了 一件黑色的硬朋克骑手夹克，背部手绘有一种有毒的白毒伞，一定程度上呼应该材料的来 源。这也是首次菌丝体材料被正式应用到秀场中。
由此可见，纯菌丝材料具有巨大的改造潜能，不同的材料处理方式造就了其多样的应 用形式与表现方式，拼接设计、无拼接设计、与普通面料结合设计等等。通过对以上三种 应用形式的分析发现，纯菌丝体材料的应用前景主要在于其可以作为动物皮革的替代品。 该应用形式不仅可以降低人们对动物皮革的消费需求，实现可持续设计与道德设计的双面 突破也令纯菌丝体材料在本能层与反思层上发挥了双重优势，实现了材料价值的最大化。
表 5 菌丝体材料在服装设计中的应用与分析
2015年的 Klokgebouw 博览会上，来自 COJAK 工作室的设计师 Kristel Peters 利用菌 丝体、鲑鱼皮等生物材料设计制作了等一系列鞋子概念模型，将其命名为 RETHINK HIGH FASHION SHOES （重新思考时尚鞋）［50］，致力于在生物天然材料与新兴技术之间建立一 座桥梁。设计师利用该模型探索零浪费的高级时尚鞋履的未来道路。其中鞋跟、鞋垫的实 心部分采用菌丝体复合材料，材料的坚固特性给该设计提供了设计依据。鞋带部分采用鲑 鱼皮制成，均未经过处理，保留了材料的原始样貌，旨在人们开始思考未来鞋履的设计方 向与趋势，也展现了菌丝体材料的应用潜能。
2016年跨学科工作室 Officina Corpuscoli 与 OurOwnSkin 合作开发 Growing a Mars Boot
（种植火星靴）项目［51］,作该项目由现代艺术博物馆（MoMA）高级策展人Paola Antonelli
（保拉•安东内利）委托，作为MoMA美术馆举办的“Is Fashion Modern?”（时尚是现代 的吗？）展览的一部分，其共同推出了首个利用菌丝体材料制作的MarsBoot （火星靴）概 念模型，靴筒部位应用了纯菌丝体材料，经过处理后的纯菌丝体材料呈现白色，鞋底部分 使用了菌丝体复合材料与3D打印相结合的设计，是首款将两种菌丝体材料形式均应用在 鞋履上的设计。该项目通过设计师的视角，思考了人们在火星上生活方式，旨在设计出一 款生物制造的、可降解的、能够在太空中制造的女性火星靴。该项目设想通过携带菌丝体 孢子粉来种植部分所需工具及部分日常用品，从而减少飞船上的物质装载解决空间紧缺的 问题。穿上该火星靴模型，菌丝体材料通过吸收人体所产生的汗水及代谢物继续生长，这 在一定程度上促进了真菌培养以创造生物制造材料。该设计反思了当代的价值观并批判性 地讨论了人类应对任何类型的生态系统中可能引入的任何类型的材料所产生的后果承担相 应的责任。该设计构思也为此后的鞋履设计提供了一定的实验依据。
直至2019年Mycotech lab用其专利产品MYLEAtm制成了第一款达到商业售卖标准 的菌丝体鞋WTF Shoes （WTF鞋）问。MYLEAtm采用固态袋中发酵法培养，未经过染色 与上漆处理的鞋保留了纯菌丝体材料原始的颜色与纹理，展示了生物材料的天然美感。材 料的保暖防水性能也增加了鞋履设计应用的功能性优势，满足了消费者对产品行为层面的 需求。
2021 年 4 月 Bolt Threads 与 adidas 合作推出了 Stan Smith Mylo［53］。 Mylo 采用固态托 盘发酵法培养，并通过印压与鞣制上漆来模拟皮革材质。为了展示材料创新的未来， adidas 选择Mylo制作了有史以来最具标志性的运动鞋之一 Stan Smith ,外层鞋面、穿孔3条纹、 鞋跟标签覆盖层和溢价品牌均采用Mylo制成。由图可见材料的外观与经典Stan Smith鞋 并无区别，其生物材料的应用增加了消费者的猎奇心理oadidas利用该经典款式来展示Mylo, 也为Stan Smith Mylo在全球的扩展与宣传打下了基础。
此外,Ecovative Design公司运用其研发纯菌丝体泡沫MycoFlex™ 了一款Spa凉拖［57］。 MycoFlex泡沫采用固态发酵法培养，凉拖采用切割设计，通过将材料弯曲固定达到人字拖 得功能，展现了材料良好的柔韧度。此外MycoFlexTM还被作为缓冲防震泡沫在运动鞋的 鞋底设计中。
综上可以发现菌丝体材料具有多样的应用形式，可以作为菌丝体复合材料的星座应用 于鞋跟等需要坚硬度的部位，也可以作为纯菌丝体类皮革形态作为鞋面进行设计运用，还 可以作为缓冲减震鞋底，此外还可以单独运用作为简易凉拖。多样的设计表现形式为菌丝
体材料的应用打开了市场，相较于应用于服装设计，作为不与皮肤直接接触的鞋履设计材 料也加强了消费者的接受度。表 6 总结了菌丝体材料在鞋履中的设计应用与分析。
表 6 菌丝体材料在鞋履中的设计应用与分析
研发公司/
4
纯菌丝体
MycoFlex
泡沫 固态托盘
发酵法 印压 作为凉拖、 切割设计 作为缓冲鞋
底 发挥材料
优势
4.1.3箱包设计应用
2014年，NEFFA运用MycoTEX设计制作了几款手包［47］,由于材料间的互溶性，材料 可以自然生长结合到一切，无需缝线来固定。然而受技术的制约，MycoTEX的尺寸均较 小，无法大面积生产。直至2018年，印度尼西亚公司Mycotech将其研发的菌丝体类皮革 材料MYLEAtm制成手提包［52］。该公司将MYLEA进行专业了评估检验，结果证明其产品 已达到国际规定的商品售卖标准。至此菌丝体材料成功步入大众的视野，消费者开始有机 会接触到此类产品。各种菌丝体类皮革皮包开始进入市场。同年Bolt Threads与时尚品牌
Stella McCartney合作为维多利亚和阿尔伯特博物馆的"Fashioned From Nature"展览设计了 运用Mylo制作了 Stella McCartney的经典款手提包Falabella［54］。至此菌丝体材料成功步入 时尚界。
2021年2月，MycoWorks与奢侈品牌爱马仕合作推出运用菌丝体材料Sylvania设计制 作的一款VITORIA bag （维多利亚包）［55］,是首个运用MycoWorks的专利技术Fine Mycelium制作的产品。该合作将爱马仕专业的鞣制技术与生物技术巧妙结合，展现了时尚 界的新趋势，受到时尚领域的广泛关注。
表 7 纯菌丝体材料在箱包中的设计应用与分析
研发公司/
品牌/设计 产品图片 材料名称 培养方法 处理方法 应用形式 意义
开拓式应用、 固态袋中
MycoTEX 未处理 拼贴设计 展示材料自然
发酵法
美
4.2 菌丝体材料在其他设计中的应用
4.2.1日用品设计应用
纯菌丝体材料的优质性能和环保性使其适用于多种产品。2019 年 9 月 Mycotech 与当 地品牌 Pala Nusantara 合作，推出以纯菌丝体材料制作的手表，手表外观简约干净，带有 强烈的日本美学特征，因此获得了印尼优秀设计奖。
2021年7月，Bolt Threads与lululemon合作推出了世界上第一个利用其专利产品
Mylo 制作的瑜伽配件系列［56］。系列包括一个由未染色 Mylo 制成的概念瑜伽垫、瑜伽垫 袋和桶形行李袋。该瑜伽垫采用编织手法，不仅加强了材料的耐劳度，也增强了瑜伽垫的 摩擦系数，在行为层加强了功能性特性。Mylo制成的优质装饰、错综复杂的编织手柄和 拉链头，这些创造性的应用和构造技术展示了 Lululemon 在可持续产品设计方面的持续创 新以及 Mylo 在时尚之外重塑产品的潜力。
除此之外，Ecovative研发的菌丝体泡沫（海绵）Mycoflex™被当作石油衍生泡沫的生 物基泡沫替代品，用于支撑或充当填充物［57］。目前 Ecovative 将之应用到背包带、手套内 衬与运动鞋底中。此外，Mycoflex™还被应用在美妆领域与食品领域，作为面膜、美妆泡 沫与 Spa 凉拖。
表 8 纯菌丝体材料在日用品中的设计应用与分析
研发公司/品
牌/设计师
产品图片
材料名称 培养方法 处理方法 应用形式 优势/作用
Mycotec
Lab 公司
Mylea
Design
Bolt Threads 与 Stella McCartney
Mylo
Mycoworks
公司
MycoFlex
Ecovative
MycoFlex
MycoFlex
天然材料对人 体无危害、解释 耐用、透气
固态托盘
发酵法
固态托盘
发酵法
固态托盘
发酵法
切割
印压、切
割
直接应用 天然材料对皮
设计 肤无危害
作为内衬
直接应用
设计
保温隔热
印压、消 作为可降
毒灭菌 解面膜
对皮肤无危害
in „
;MycoFlex 发酵法 印压、切 割 作为缓冲
垫肩 减小压强
4.2.2包装设计应用
菌丝体聚合物因其独特的性能——质地坚硬牢固且质量小可被且当做塑料泡沫的生物 基缓冲包装替代物，相比于传统无法讲解的白色塑料泡沫缓冲包装，菌丝体聚合物在使用 完成后可直接回归自然，被天然降解。
Officina Corpuscoli工作室在2009年受邀制作了一场名为“塑料的未来”的展览，其创 新性地运用菌丝体聚合物来替代传统塑料包装，思考了当下日常生活用品设计模式的局限 性，该展览提出了一种完全颠覆的思维模式——将生物设计视为创造和引领我们未来生活 的具有深刻变革性的学科，为之后菌丝体材料的发展奠定了重要的思想与实践基础［58］。之 后Ecovative Design也相继推出了其菌丝体聚合物缓冲包装Mycocompites［59］，主要用来当 做面霜、香水、护肤品等小件商品的缓冲包装。 Ecovative 公司采用固态发酵法来制作 Mycocompites，并分别定制不同形状的菌丝体复合缓冲包装以适合不同的产品形状。由于 其原料均为农业废料，使用后的缓冲包装还可被作为植物的肥料完成循环利用。
表 9 菌丝体复合材料在包装中的设计应用与分析
研发公司/
工作室
MycocompositeTM
4.2.3家居设计应用
2013年，设计师Eric Klarenbeek将菌丝体与稻草粉末与水结合起来，利用3D打印技 术制作了“生物椅”模型，并于2013年荷兰设计周中展出［60］。 2014年，工业设计师 Jonas edvard nielsen利用菌丝体复合材料设计了"MYX"灯并在2014年秋季maison et objet 上展出［61］。来自美国的Danielle Trofe生物设计公司，设计出了菌丝体复合材料灯罩，其产 品精致简约，目前已达到商品标准［61］。此外，意大利的M0GU公司也推出了其研发的菌 丝体复合MOGU Floor与隔音墙板，用于室内设计中［61］。MOGU Floor与隔音墙板拥有不 同的款式以满足不同顾客的审美需求且每种款式的吸音频率也不同。类似的产品还有美国 BioMASON 公司推出的菌丝体聚合物砖块，他们采用天然微生物和化学工艺生产生物水泥 基砌体建材，已推出利用菌丝体制作的砖块等建筑材料，其性能甚至优于传统建材。此外 officina corpuscoli 工作室制作的菌丝体复合地板。
2019年7月Mycotech lab从菌丝体复合材料中创造出了一种名为BIOBO的材料。 BIOBO是一种30x30厘米的菌丝体复合板，Mycotech已用BIOBO制作了桌子、凳子等家 具。该公司还使用菌丝体复合材料与废弃塑料设计了灯罩Armature［61］,根据以上分析总结 了表10菌丝体复合材料在家居中的应用设计与分析。
表 10 菌丝体复合材料在家居中的应用设计与分析
研发公司/品牌
/设计师
产品图片
名称
培养方法 应用形式
意义/优势
Eric
Klarenbeek
生物椅固态发酵法 3D打印 开拓新型应用形式
Jonas edvard
nielsen
固态发酵法 作为灯罩 展示材料可形性与
自然美
MOGU 公司
MOGU
Floor
固态发酵法 作为隔音
展示材料可塑性并
墙板 发挥其隔音性能
Mycotech lab
公司
与废弃塑
料、纤维 Armature 固态发酵法
结合作为
灯罩
展示材料可塑性与
自然美、废物利用
Mycotech lab
公司
BIOBO
固态发酵法 作为家具
展示材料可塑性与
自然美
4.2.4 建筑设计应用
菌丝体聚合物由于其特殊材质，质地坚固、天然的绝缘体、良好的隔音性能具有耐燃 性与防水性且可以根据设计塑形等众多优势使得其成为建筑家具领域的未来之星，同时其 自然优雅的纹理也掀起了一种新型生物美学。
2009年MycoWorks的创始人Phill Ross创造性地设计搭建了首个由菌丝体制成的建筑 结构 Mycotecture Alpha[15]。由此引起了建筑设计师们对菌丝体材料的关注与研究。2014 年，建筑设计师 David Benjamin 与其公司 The Living 在纽约现代艺术博物馆前设计搭建了 一座有机塔楼Hi-Fi[64]。建筑由10, 000个菌丝体复合砖构成，是世界上第一个由菌丝体
砖建造的大型建筑。通过这个建筑为人们展示了生物基建筑的可能性。
在2017年秋季的首尔建筑与城市双年展上，Mycotech展示了与苏黎世联邦理工学院 和未来城市实验室合作的第一个Mycotree［52］。分枝树是由Mycotech lab发明的一项建筑架 构，由具有空间分枝结构的竹子构成，其上承载菌丝体。Mycotree目前在柏林未来博物馆 展出。
2019年荷兰设计周建造一个标志性的基于生物的展馆：The Growing Pavilion （生长中 的亭子）［65］。展馆以独特的方式将木材、大麻、菌丝体、香蒲、棉花等大量生物材料聚集 在一起，形成非凡的创作。通过这种方式，展馆最终拥有了独特的、有机的纹理和颜色。
The Growing Pavilion 展示了一种新的生物美学，赋予菌丝体材料独特而美丽的特性。根据 以上分析总结了表11 菌丝体材料在家居中的应用设计与分析。
表 11 菌丝体材料在建筑中的应用设计及分析
优势/意义 坚固隔音、且可被天然降解、作为肥料继续循环利用
综上所述，菌丝体材料良好的交互性使得其有多种的表现形式，能够单独以纯菌丝体 的形式存在，多被当作类皮革材料来使用，主要应用在服装、箱包、鞋履等的设计制作中， 如Mylea、Mylo、Reishi。此外还可以与农业废料、3D打印技术结合或与废弃塑料和残余 布料结合，作为菌丝体复合材料制成缓冲包装、隔音墙板、生物水泥砖、家具等。如 Mycocomposite、BIOBO、Mogu Floor、Armatureo由此可见，菌丝体材料具有卓越的研究 价值和广阔市场应用前景，根据实验发现其在设计领域的应用形式并不局限于以上所述， 其更广泛地运用还需设计师与研究人员进行更深的探索与研究。
第 5 章：纯菌丝体材料的研究实践
5.1纯菌丝体材料的培养实验
根据 Mycoworks 研究所得，灵芝属真菌的菌丝体质量较好，为了选取最优质量的纯 菌丝体材料，故选取平菇、杏鲍菇、灵芝等真菌进行对比实验，在保持营养底物、培养时 间、温度、湿度等因素一致的条件下，通过实验发现灵芝属的菌丝体长势最佳，具有一定 厚度与韧性，具有一定的服用性能，而其余类型真菌的菌丝体则较容易断裂、厚度较薄且 薄厚不一，无法以将其与营养底物完整分离。故在之后的实验中均采用灵芝属真菌的菌丝 体来进行研究实践。
表 12 为本人培养纯菌丝体材料的生长过程记录表。选用灵芝菌丝体，采用图 4 中的 袋中SSF（固态发酵法）培养。由于缺乏相应的设备，故其生长效率较专业研发公司较低， 在室温25°C下，菌丝体材料的整个生长周期约为20天左右。由培养流程图可见，菌丝体 的生长速度较快，一周便可完全覆盖住营养底物并形成较薄的菌丝层。为了观察方便，实 验采用菌柱的顶端来作为主要记录部分。白色菌丝体逐渐生长直至包裹住整个营养物，并 在表面形成一层较薄的菌丝体泡沫，待菌丝体泡沫生长到一定的厚度，其颜色由白色全部 变为浅黄色时便可进行收割，将上层纯菌丝体材料与营养物分离，清理掉反面多余的营养 底物，便可得到一张具有淡黄色外观的纯菌丝体材料。
表 12 纯菌丝体材料的生长过程
生长天数
图片
特征描述
第1天
第2天
菌丝体还未生长，因此呈现营养底物的原色。
白色菌丝体已开始生长，并逐渐蔓延营养底物
第4天
白色菌丝体已几乎覆盖住营养底物，表面开始形成
菌丝体泡沫
第7天
色菌丝体已完全覆盖住营养底物并在表面形成
一层薄菌丝体泡沫
第9天
第 11 天
第 15 天
第 20 天
白色菌丝体泡沫逐渐变厚
白色菌丝体泡沫开始转风化边干变为黄色，
黄色部分逐渐变多，其在触感上更为结实，厚度也
较厚
整个菌丝体均转变为黄色，且具有一定的厚度，便
可收获表面纯菌丝体层
通过以上的培养实验整理出表13纯菌丝体材料的生长步骤。
第一步，原料与灭菌。准备营养底物，木屑、废弃织物碎片、纸浆、燕麦壳，并对其 进行加热灭菌消除杂菌。
第二步，接种与装袋。将灵芝孢子接种到高压蒸汽灭菌后的木屑稻谷混合营养物中， 将其置于袋中。为了使菌丝孢子粉可以均匀地吸收与营养底物，将其混合均匀。
第三步，菌丝体的培养。将菌柱置于温暖潮湿的地方，因灵芝的最佳培养温度为15°C 〜30°C，培养底物含水量为55%〜60%，空气湿度为65%〜75%，且避光生长，因此用湿毛 巾包裹菌柱，将其置于避光处，在周围放置加湿器，保持毛巾与周围环境均为潮湿状态， 等待菌丝体将营养底物完全包裹。表面的菌丝体从白色转变为淡黄色且触摸起来有一定厚 度便可进行收割。
第四步，清理表面待多余菌菇。收割前清理菌柱表面多余菌菇，使菌柱表面保持平整， 以便于收割。
第五步，收割并清理营养底物，收割表层纯菌丝体材料并清除反面多余的木屑等营养 底物。得到一张15cmx30cm，厚度约为1mm〜3mm的纯菌丝体材料。
第六步，消毒并后处理。为防止杂菌污染和菌丝体继续生长，先用酒精对其进行消毒 或用高温熨斗对其进行熨压灭菌，后将甘油涂抹在其上以保持其柔韧性，防止纯菌丝体材 料中的水分流失，而甘油的渗入也会对纯菌丝体材料的颜色产生一定程度的加深。
表 13 纯菌丝体材料生长过程
步骤 过程描述 过程图片
5.2纯菌丝体材料的染色实验
由于菌丝体材料具有良好的吸水性与渗透性，因此具有良好的可染色性，在第二章中 介绍到目前 Mycoworks 与 NEFFA 等公司也已对其各自纯菌丝体类皮革材料进行了染色实 验，然而其染色颜色较少，且由于本人培养出的纯菌丝体材料与研发公司有一定的性能差 异，故对其进行染色再实验，观察不同颜色的染色效果。
因纯菌丝体材料具有可天然降解且不含化学原料的特性，故在染色实践中也选用具有 环保价值的可食用色素来进行染色。选用色彩较为鲜艳与着色度强的可食用色素，将约5 X5cm大小的纯菌丝体材料放置到稀释30%的食用色素中，放置6h~8h进行浸泡染色，待 其晾干后观察其染色情况。表 14 为不同颜色色素对纯菌丝体材料的染色效果与特性描述。 通过对纯菌丝体材料的染色实践分析，得出具有较好染色效果的几种颜色，将其与布料和 其余材料相结合进行设计样品的实践探索。
（1）未染原色 未染原色的纯菌丝体材料正面具有类似树皮的自然生长的纹理，颜色为棕褐色，表面 具有凹凸不平的纹理。反面由于含有未处理干净的木屑，颜色为深浅不一的土黄色斑纹， 且具有类似动物皮革反面的毛绒感。
（2）大红色 使用大红色色素染色后的纯菌丝体材料正面呈现橘红色，材料正面由于风化，表面具 有一层较硬的表层，因此对其渗透性产生了一定的阻碍，故染色后的材料正面呈现的染色 较浅。反面的上色效果良好，颜色均匀。
（3）柠檬黄 使用柠檬黄色素染色后的纯菌丝体材料正面呈现淡黄色，正面染色较均匀，且颜色还 原度较高，反面具有较好的显色度，颜色更加鲜艳。
（4）橙黄色 使用橙黄色色素染色后的纯菌丝体材料正面其显色度较好，呈现均匀的橙黄色，反面 具有较好的显色度，颜色更加鲜艳。
（5）橙色 使用橙色色素染色后的纯菌丝体材料正面其显色度一般，由于染料颜色较深，正面整 体颜色偏向褐色，同样反面染色效果也一般，在自然光下其颜色偏暗沉。
（6）咖啡色 使用咖啡色色素染色后的纯菌丝材料正面与反面的显色效果均较差，由于色素颜色较 深，且纯菌丝体材料具有淡黄色的原色，加上咖啡色使其染色后颜色更加浓郁深沉，令材 料显得较为脏，故此颜色染色效果不佳。
（7）红棕色 使用红棕色色素染色后的纯菌丝材料正面显色效果较差，未能呈现出红棕色，主要呈 现菌丝体原色，其中夹杂着有较少的绿色。反面的染色效果较好，颜色均与且较好地还原 了红棕色。
（8）果绿色 使用果绿色色素染色后的纯菌丝材料正面与反面染色效果均较好，颜色均匀且显色度
佳。
（9）薄荷绿
使用薄荷绿色素染色后的纯菌丝材料正面染色颜色较均匀，然而与薄荷绿相比其具有 一定的色差，相对正面其反面具有良好的显色度，且颜色均匀。
（10）蓝绿色
使用薄蓝绿色色素染色后的纯菌丝材料正面染色颜色较均匀，但其显色精确度一般。 反面染色颜色均匀且对于蓝绿色具有良好的还原度。
（11）复古蓝
使用复古蓝色素染色后的纯菌丝材料正面染色颜色较均匀，但其显色精确度一般。反 面颜色均匀且对于复古蓝具有较好地还原度。
（12）香芋紫
使用复香芋紫色素染色后的纯菌丝材料正面染色效果较差，整体呈现为绿色、紫色与 黄色的混合色。反面染色均匀且颜色还原度与显色度均较好。
（13）深紫色
使用深紫色色素染色后的纯菌丝材料正面染色颜色较均匀，但显色度较差呈现绿色， 根据推测由于正面渗透性较反面较差，因此紫色色素在染色时，正面所吸附的颜色较少， 为淡紫色，其中的蓝色染料较多，由于蓝色染料与纯菌丝体材料结合呈现绿色，因此紫色 色素染色后的材料正面也呈现为绿色。而材料反面染色均匀且颜色还原度较好。
（14）渐变染色
用果绿色、大红色、紫色对菌丝体材料用刷子进行渐变染色，由图可见菌丝体材料的 过渡性较差，材料正面的两种颜色在没有很好地衔接。而由于颜料并未渗透材料，故反面 呈现纯菌丝体材料的原色。
表 14 纯菌丝材料染色效果
颜色 正面染色效果图 反面染色效果图 特性描述
红棕色
果绿色
薄荷绿
材料正面显色效果较差，主要呈 现菌丝体原色。反面的染色效果 较好，颜色均匀且较好地还原了 红棕色。
材料正面与反面染色效果均较
好，颜色均匀且显色度佳。
材料正面染色颜色较均匀，显色 度一般，其反面具有良好的显色 度，且颜色均匀。
蓝绿色
复古蓝
材料正面染色颜色较均匀，但其 显色精确度一般。反面染色颜色 均匀且对于蓝绿色具有良好的 还原度。
材料正面染色颜色较均匀，但其 显色精确度一般。反面颜色均匀 且对于复古蓝具有较好地还原 度。
香芋紫
深紫色
材料正面染色效果较差，整体呈 现为绿色、紫色与黄色的混合
色。反面染色均匀且颜色还原度 与显色度均较好。
材料正面染色颜色较均匀，但显 色度较差呈现绿色。而反面染色 均匀且颜色还原度较好。
材料的过渡性较差，正面的两种 颜色在没有很好地衔接。反面呈 现纯菌丝体材料的原色。
未染原色的菌丝体类皮革面料具有双面具有不同的纹理，其中正面具有类似树皮的奇 特纹理，颜色较为统一。反面则较为平整，其中夹杂着木屑，斑驳的颜色似大理石般充满 了自然之美。纯菌丝体类皮革材料优良的渗透性使得其对于各种鲜艳的颜色均拥有良好的 显色度，而由于正背面的吸水程度的不同，令其正背面的染色效果也迥然不同。根据表5 中的染色效果，可以看出菌丝体材料对于暖色系颜色具有良好的显色度，染色后较鲜艳， 且无论正反面均能较好地还原颜料的颜色且染色均匀，例如红色、黄色、橙色、红棕色。 而在染冷色系时，由于正面的纯菌丝体材料经过风干具有一层“硬壳”故其反面的显色程 度要优于正面，例如紫色、蓝色，而正面则会有深浅不一或颜色不均匀等状况的产生。对 于深色系咖啡色，过深的颜色会使材料趋近黑色，不能凸显出材料的质感与纹理。
综上所述，运用红色系、黄色系颜料染色后，材料正反面均显色均匀且显色度高。运 用紫色系、蓝色系颜料染色后，材料反面具有良好的显色度与均匀度，但正面效果不佳。
5.3纯菌丝体材料的结合实验
5.3.1与红茶菌材料的拼接实验
表15红茶菌材料与纯菌丝体材料的比较分析
生物材料 红茶菌材料 纯菌丝体材料
①有酸性刺激性气味 ①无刺激性气味
本能层特性 ②具有透光性 ②无透光性
③表面较光滑 ③表面有不规则纹理
①不具备防水性 ①一定的防水性
②抗拉性较强 ②抗拉性较强
行为层特性 ③良好的可塑性 ③良好的可塑性
④具有与其余材料结合生长的交互性 ③具有与其余材料结合生长的交互性
①环境友好
①环境友好 ②循环利用
②循环利用
反思层特性 ③无动物成分 ③生物闭环
④无动物成分
④生产过程简便 ⑤生产过程简便
表 15 为红茶菌材料与纯菌丝体材料的比较分析，总结了两种生物材料特性与优劣势， 为结合设计实践提供了一定的理论依据。图 26 为将当下最常见的两种生物类皮革材料相结 合效果图，红茶菌材料由多种好氧混合菌在含糖量高的茶糖水中发酵而成，在25〜30°C下， 十天左右细菌便会在液体表面逐渐形成一层类似果冻的产物，待其长到一定厚度，将其取 出来静态风干后会形成与皮肤质感相似的类皮革细菌面料。由于红茶菌片为细菌自然组合， 其生物材料分类上也属于生物组装，故拥有良好的渗透性，其原色为茶色，在培养液中加 入可食用色素后可以形成多样的颜色，如图 26 左图所示，前后两片红茶菌片分别为加入深 红色与绿色的可食用色素生长而成的效果，底边为未染原色纯菌丝体材料，其具有类似动 物皮革的自然纹理。这两种生物类皮革材料均具有良好的耐拉性与耐磨性，其结合彰显了 生物材料间交互设计的可能性。红茶菌材料根据颜料的深浅，其染色后的透明度也不一， 大部分情况均具有一定的透光性，而菌丝体材料无透光性，材料间的取长补短与也为产品 的设计提供了多种思路与的广泛的应用前景。
5.3.2与生物塑料的结合实验
生物塑料为通过食用明胶与甘油和水加热调和制成的，其未冷却前将其倒入长方形浅 底托盘中，根据其倒入溶液的多少，其风干后的薄厚也不同，有具有类似 PVC 材质的塑料 质感也有类似于塑料袋的质感，故称其为生物塑料。
图 27 为生物塑料与树叶与纯菌丝体材料的结合，该结合实践中的生物塑料较厚，具有 PVC 材料的特质，菌丝体材料与其余树叶被密封包裹在生物塑料中，空气的隔绝令生物材 料的颜色不会因风化产生改变，其柔韧度也不会因失水而变得干硬。
图 28 为纯菌丝体材料与网纱与树叶的组合，该结合实验中的生物塑料较薄，利用生物 塑料将这些材料组装起来，不仅实现了生各种物材料的多元结合与加强了材料的设计语言， 同时也增强了生物塑料的耐劳性。
图 29 选用可食用色素作为染料，所有原料不含任何化学原料。将生物塑料与纯菌丝体 材料结合可以增强其结实度与柔韧性，实现两种生物材料的结合设计。且与生物材料的结 合可保持纯菌丝体材料颜色，避免了风干与氧化带来的颜色改变。生物塑料同时充当了生 物胶水的作用，其将多种多样的材料“粘合”在一起，汇成一幅和谐的生物画卷。该实验 为第五章的设计实践提供了实验参照，打开更广阔的设计思路。
5.3.3与普通面料的结合实验
根据 NEFFA 公司对菌丝体交互性的研究成果，菌丝体拥有交互性，可以“穿透”并 “消化”纤维织物，并且在空隙较大的纤维织物上有良好的长势。因此选取几种代表面料， 裁剪为15cmX 15cm的大小，将其覆盖在菌柱的顶端，用绳子将其捆绑固定在菌柱上。培 养环境仍保持不变， 15〜20 天后将其取下，观察菌丝体的生长状况，比较在不同面料上的 生长结合情况，并分析总结原因以及面料在结合前后的特性变化，见表 16。
（1）与灯芯绒面料相结合
灯芯绒面料由于间隙较小且厚度较厚，故菌丝体大多未能穿透此面料，均聚集在反面， 其正面具有极少量的菌丝体，颜色呈现深褐色。反面颜色主要为浅黄色，其中夹杂着少量 的营养底物，呈现出深浅不一的效果。整体来看，菌丝体与灯芯绒面料的结合效果较差。 与菌丝体结合后的灯芯绒面料具有了一定的硬挺感，对该结合材料涂抹甘油会对其柔韧度 产生一定程度的改变。
（2）与牛仔面料结合
本次选取的牛仔面料由于厚度适中，故菌丝体能够完全穿透并覆盖住面料，除去边缘 未与菌丝体接触的部分，中心与菌丝体完全接触的圆形区域几乎全部被菌丝体覆盖。在正 面形成黄褐色的不规则图案，反面形成淡黄色不规则图案，其整体结合效果较好。结合后 的牛仔面料也具有了一定的硬挺度，由此可见与菌丝体的结合可以对面料产生一定的“立 体塑形”的效果。
（3） 与纱质面料结合
纱质面料的轻薄与大间隙令菌丝体可以轻易穿透其中并包裹住面料，其正反面均形成 黄色不规则图案，与白色的纱形成一定的视觉对比，更好地凸显了菌丝体材料的交互结合 特性。结合后的纱质面料兼具了挺括与轻薄柔软两种特性，结合的部分较为硬挺，而未结 合的部分则还保持纱质面料的原有特性。
（4） 与网纱大孔径面料结合
网纱大孔径面料给令菌丝体可以轻易穿透其间，由于该面料为两种大孔径网纱面料组 成，此时菌丝体还充当了天然生物粘合剂的作用，将两种网纱面料互相“粘合”在一起， 并且网纱面料为菌丝体提供了“底衬”，结合生长后的复合材料比纯菌丝体材料在结实度 与柔韧性上均有了一定的提升，其结合效果较优。
（5） 与亚麻褶皱面料结合
亚麻褶皱面料厚度较薄，菌丝体可以轻易穿透该面料，由图可见菌丝体与亚麻褶皱面
料的交互性较强，与菌丝体相接触的圆形面积均覆有黄褐色菌丝体，然而因亚麻为天然原 料，故菌丝体在与面料结合生长时会对其进行部分的“消化”，故结合后的亚麻褶皱面料 厚度有所增加，但在结实度上具有一定成程度的下降，在与营养底物分离时面料较容易破 损。
（6）高密金属银布结合
高密金属丝具有细密的缝隙，由图可见菌丝体可以轻松与其结合，然而因金属丝有一 定的硬度，无法与营养底物完全贴合，故其结合面积较小。其结合的部分呈现黄色、褐色、 浅黄色的颜色，并且具有类似大陆板块的形状。
表 16 纯菌丝体材料与面料的结合效果
结合面料 正面结合效果图 反面结合效果图 描述
5.4纯菌丝体材料的镂空切割实验
根据图 30所示，纯菌丝体材料与动物皮革一样具有镂空切割的性能，采用专用切割工 具对菌丝体材料进行切割，分别为圆形与三角形，由图可见切割后的材料边缘平整，无毛 边也无破损现象产生，且材料仍保持良好的耐拉性与柔韧性，成为设计实践中菌丝体材料 的创新应用方式之一，该实验为第五章的创新设计提供了设计依据。
5.5结果与讨论
第四章通过实验展现了纯菌丝材料的多种设计表现形式，其中包含纯菌丝体材料的再 培养、再染色、与红茶菌材料的结合、与生物塑料的结合、与普通面料的结合、镂空切割 实验。由研究实践发现纯菌丝体材料具有多种的应用形式与设计方式，此外还有很多设计 形式可待开发。其中再染色实验令菌丝体材料的颜色更均匀与明亮，是设计应用中必不可 少的运用。与红茶菌材料的结合和与生物塑料的结合虽结合了几种当下比较热门的生物材 料，由于本人培养的纯菌丝体材料面积均较小，其结合方式更加适用于小件产品，在服装 设计中由于所需材料的面积较大，过多的拼接会使服装变得过于散乱与粗糙，故在设计中 舍弃该部分。此外与普通面料的结合实验同样由于受到材料大小的限制，无法在一整块面 料上实现该实验，故该实践仅适用于局部的设计与运用，作为整体造型的点缀。最后镂空 切割实验具有一定的可行性，但由于会造成材料的浪费与不完整，因此放弃此种设计形式 的应用。
综上，通过讨论与分析，得出纯菌丝体材料由于大小限制仅适用于制作较为贴身的款 式，并且考虑到材料的有限，为防止其损坏，因此采用缝合与双面热熔胶粘合的方式将其 与底布固定。图案上选取常见的几何形状，来凸显出材料的特性。
第 6 章：纯菌丝体材料在服装上的创新应用
6.1设计方案
6.1.1设计主题
本次设计主题为《归来》，该系列灵感源于对当下消费主义盛行下的快时尚产业所产 生的污染浪费现象与皮革产业一直避讳的伦理道德问题的思考。随着消费主义与碎片化时 代的来临，人们的耐心被如海浪般的磨刀石磨得越来越平，无法想象究竟是这些纷繁的碎 片构成了我们还是我们由这千千万万的碎块组成，在时尚产业中则体现在快时尚产业的出 现，极快的上新速度逐渐消磨了我们的耐心，喜新厌旧成了最普遍的事，同时大量的化纤 面料，化学染料也我们带入了新的世界难题——污染问题。而动物皮革产业中对动物的迫 害问题也是时尚产业中大众较为关心的问题，皮草作为现代人满足虚荣心与炫耀的商品， 早已失去其最初的保暖价值。该作品从这些现象深入反思，整个作品均采用生物材菌丝体、 苔藓、蘑菇、灵芝等可降解自然元素搭建了一幅生物艺术装置，从制作到丢弃，材料只是 单纯的回归自然，不会产生任何污染问题。
6.1.2设计说明
本设计的灵感来源是对现代服装产业属于的思考，时尚产业成为全球第二大污染行业， 当前，每年全球生产的 5.3 千万吨衣服中约 87%被焚毁或丢弃。按现在的速度，到 2050 年 纺织产业将向海洋排放超过两千万吨塑料微纤维。到 2030 年，预计我们将使用两个地球量 的资源，对衣服的需求将增长 63%。巨大的污染让人们开始重视时尚业的环保问题，然而 太多的环保流于表面。环保的意义究竟是什么？身为新时代，有着创新思维的人们，面对 这个时尚产业的大变革，路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。环境问题不仅仅是对我们生 活的环境的担忧，人类造成今天的后果，在本质上是因为对自然的不尊敬，因此在今后， 环保问题不再只是一个挂在口头和简单地表面行动，而是首先解决人类的自大——人们意 识到了自己本是渺小无力，也没有资格对万物拥有完全的主宰权，人类开始真实反思自己 的价值，拥有对自我的觉知性，开始将环保融入生活的每一个言行举止中。至此，环保活 动才开始真正发挥作用。
以这个想法为出发点，摒弃以往的“环保”设计，即用废弃衣物进行分割与拼接。而 是从全新的视角——生物技术来参与设计行为。微生物在地球上已经有几十亿年的历史， 它每时每刻都无所不在，而人类如今与它的互动行为却相对较少。与微生物的“合作”为 设计打开了一个新思路，微生物的生长相比传统植物的生长速度要快得多，且不需要过多 的加工程序，因此可以节省下很多资源。用真菌菌丝体生长而成的纯菌丝体材料具有类似 皮革的特殊手感，也是皮革替代品的优质选择。
在设计上选用生物降解的原材料苔藓、纯菌丝体材料，整系列服装采取三个色调，红 棕、紫色、浅咖啡色，均为较为沉稳的颜色，首先考虑到纯菌丝体材料对此三个颜色具有 良好的显色度，此外此三种颜色也可以突出原始自然森林的幽深且神秘的原生态氛围，引 起观者联想到自然景观，回归那片没有污染的净土。底布选用渐变的棕色，以便更好的衬 托出材料本身的材质与纹理。
6.2设计实践
根据对设计主题对把握，绘制了以下的服装系列，见图 47。
图 47 设计效果图
本系列服装整体上采用将多种生物元素相结合，营造一种自然生长的绿色生态气息。 在颜色上选用了紫色、红棕色、咖啡色，同时选用了大面积的棕白渐变作为底衬，突出材 料，将视觉焦点放到纯菌丝体生物材料上。 设计作品一由贴身吊带与长裤组成。上衣上 贴有纯菌丝体生物材料，用同色系苔藓装饰在其中，错落有致的苔藓与生物材料完美地融 合在一起，给人以清新灵动之美。 设计作品二由贴身马甲与阔腿长裤构成，其上均贴有 对称几何形状的纯菌丝体材料，该套服装采用浅咖色色系，同样选用同色系苔藓装饰其中， 由裤脚往上，苔藓逐渐轻薄，加重裤脚的设计，另其错落有致。第三套由紧身抹胸短裙与
短外套构成，主要色系采用红棕色，将同色系苔藓装饰到外套与鞋上，与裙子形成呼应， 表现出生物材料的独特美感与浓厚的自然韵味。
6.3设计成果
（1）设计成果一
2）设计成果二
3）设计成果三
结 论
菌丝体材料作为目前具有革新性质的生物材料之一，其多样的表现形式与良好的性能 使其成为多个领域的新兴热门材料。多样的性能令菌丝体材料被应用到服饰、家居、建筑、 包装、美妆、医疗、食品、国防、交通、海洋等多种领域。多样的表现形式与其瞩目的环 保价值也使其成为动物皮革、合成泡沫、绝缘材料、纺织品和高性能类纸膜材料等产品的 替代品。然而如何根据已有的特性将其应用到服装领域与发掘新的性能是当下设计工作者 与材料研发者需要共同面临的问题。本文借助情感化设计三层次理论，分析总结了不同应 用形式的优势，并根据以上分析得出目前纯菌丝体材料的最佳应用目前模式为与面料结合 的设计形式。最后通过染色实验、面料结合实验、切割实验的得出菌丝体材料对于暖色系 颜色具有良好的显色度，染色后较鲜艳，且无论正反面均能较好地还原颜料的颜色且染色 均匀，例如红色、黄色、橙色、红棕色。综合考虑，选取红棕色、紫色、棕色为服装主要 色系。旨在通过本次实践启发更多生物设计师投入到对菌丝体材料的设计研发当中，为今 后的时尚领域注入新的灵感与血液。
中国是农业大国也是制造大国，对于菌丝体材料的生产制造具有很强的优势。缓冲包 装、植物类皮革、可降解砖块等运用形式不仅可以缓解农业废料的焚烧产生的污染问题也 可以解决部分塑料制品与工业生产所产生的环境污染，菌丝体材料本身具有的可循环利用、 天然可降解等优点也对推动中国废弃物资源再利用、可持续发展与新型生物材料的创新研 发均具有重大意义。相较于国外，国内对菌丝体材料的重视程度较低，在其性能与技术研 发方面仍存在许多不足，例如成本较高、安全性以及产品使用周期等问题，建立标准化的 市场评价体系也是当务之急，因此需要加快脚步为研发出属于本国专利的菌丝体材料作出 努力，为服装领域以及其他领域的设计应用早日提供新材料与新标准，开创生物设计领域 的新世纪。
参 考 文 献
[1]闫薇，史田田，李少博，等.木竹碎料/菌丝体原位成型材料的性能[J].木材科学与技术，2021(04)： 62-68.
[2]万杰，银清扬，翁端. 菌丝体基塑料的发展现状与前景. 科技导报， 2019， 37(22)： 107-114.
[3]吴豪，赵鹏，章琦，等.基于菌丝体的缓冲包装材料制备及性能研究J].浙江科技学院学报，2015， 27(1)： 22-27.
[4]邵国兵.植物基菌丝体复合材料的研制[D].天津：天津科技大学，2015.
⑸渠继红，姜鲁，李珠.食用菌菌糠生物质建筑保温板性能研究J].新型建筑材料，2019(20)： 105-108. ⑹韩向红，王明诚，王海珠，何滨.几种栽培灵芝菌丝体生长营养条件之初探J].海南师范学院学报(自 然科学版),2003(02):88-92.
[7]贺新生，王茂，欧文婧，程鹏瑞，赵扬，苏艳秋，力昌红.树舌灵芝菌丝体发酵工艺条件试验J].食品 科学， 2008(03):288-292.
[8]邓功成，周川，王文飞，王涛.灵芝菌丝体发酵条件优化研究J].广东农业科学，2013,40 (21) :96-99.
[9]KARANA E， BARATI B， ROGNOLI V， et al. Material driven design(MDD)： Amethod to design for
material experiences[J]. International Journal of Design， 2015， 9(2)， 35-54.
[10]KARANA E， BLAUWHOFF D， CAMERE S， et al. When the material grows：
A case study on designing(with)mycelium-based materials[J]. International Journal of Design， 2018，
12(2)： 119-136
[11]APPELS F V， BRANDHOF J G， DDIJKSTERHUIS J， et al. Fungal mycelium classified in differe nt material families based on glycerol treatment[J]. Commun. Biol， 2020， 3： 334.
[12]Biofabricate and Fashion for Good. Understanding 'bio' material innovation： a primer for the fashi on industry[EB/OL]. 2021-07- 20.
[13]黄占华，张斌，邹莉，等.一种潜在新型材料——真菌纤维的晶体结构表[J].功能材料，2012,43(7)： 940-943.
[14]KARANA E， BLAUWHOFF D， CAMERE S， et al. When the material grows： A case study on d esigning(with)mycelium-based materials[J].International Journal of Design， 2018， 12(2)： 119-136.
[15]MycoWorks. Our heritage[EB/0L].2021-07-10. https://www.mycoworks.com.
[16]MITCHELL J， KATHRIN W， MARIINA K， et al. Sustainable mycelium-drived chitinous thin fil ms[R].Wu Han： School of Civil Engineering， Wuhan University， 2019.
[17]Jones M， WEILAND K， KUJUNDZIC M， et al. Waste-derived low-cost mycelium nanopapers w ith tunable mechanical and surface propertiesJ]. Biomacromolecules， 2019， 20： 3513-3523.
[18]APPELS F V， DIJKSTERHUIS J， LUKASIEWICZ， et al. Hydrohpobin gene deletion and envir onmental growth conditions impact mechanical properties of mycelium by affecting the density of the material[J]. Scientific Reports， 2018， 8： 4703.
[19]GANDIA A，JONES M P ，APPELS F V，et al. Flexible Fungal Materials：Shaping the Future [J]. Trends in Biotechnology，2021.
[20]NEFFA. Mycelium Textile[EB/OL].2021-07-20. https://nefa.nl/portfolio/myceli-um-textile/
[21]Attias N, Danai O, Abitbol T, et al. Mycelium bio-composites in industrial design and architectur e: Comparative review and experimental analysis[J]. Journal of Cleaner Production, 2020, DOI: 10.1016/j.j clepro.2019.119037.
[22]PELLETIER M，HOLT G，WANJURA J，et al. Acoustic evaluation of mycological biopolymer，a n all-natural closed cell foam alternative[J]. Industrial Crop&Products，2019，139(3)：111533.
[23]JONES M，HUYNH T，DEEKIWADIA C，et al. Mycelium composites：A review of engineering characteristics and growth kinetics[J]. Journal of Bionanoscience，2017，11(4)：241-257.
[24]MICHALENKO G，HOHL H，RAST D，et al. Chemistry and architecture of the mycelial wall of Ag aricus bisporus[J]. Microbiology，1976，92：251-262.
[25]RUIZ-HERRERA J. Fungal cell wall：structure，synthesis，and assembly[M]. Boca Raton：CRC press， 1992.
[26]于博.真菌菌丝/木屑复合材料生物成型及性能研究[D].黑龙江：东北林业大学，2014(02)： 38-41.
[27](美)唐纳德A诺曼《情感化设计》[M].北京.中信出版社，2015： 148-150.
[28]KRISHNA C. Solid-state fermentation systems 一 an overview [J]. Critic al Reviews in Biotechnology, 2005, 25： 1—30.
[29]Mycotech Lab. Mylea Technical Data Sheet[EB/OL].2021 -7-20. http://mycl.bio/Mylea.
[30]郭和睿，包德福，王赛赛.以菌丝体为材料的旅游纪念品设计研究[J].设计，2021(09)： 16-19.
[31]谭傲楠，李洪海.产品情感化设计研究文献综述[J].设计，2016 (01) :74-75.
[32]Mycoworks. Our Products [EB/OL] .2021 -7-20. http://www.mycoworks.com/our-products.
[33]NIEUWENHUIZEN J, BLAUWHOFF D R L M, WERDT M F C. The compressive strength of mycelium derived from a mushroom production process[R].France: International Union of Laboratories an d Experts in Construction Materials, Systems and Structures, 2017.
[34]王飞，菌丝体生物质隔热保温材料实验研究及其生命周期评价[D].湖南：湖南大学，2017.
[35]PELLETIER M G, HOLT G A, WANJURA J D, et al. An evaluation study of mycelium based acousti c absorbers grown on agricultural by-product substrates[J]. Industrial Crops & Products, 2013, 51(6)： 480 485.
[36]张伟锋，陈靖琳，陈莞城，等―海绵性汰菌丝体吸水特性及对海绵城市建设的适宜性研究[J].建筑工 程技术与设计, 2020, (25)： 4070-4071.
[37]JONES M, BHAT T, KANDARE E, et al. Thermal degradation and fire properties of fungal myceliu m and mycelium-biomass composite materials[J]. Scientific Reports，2018(8)： 17583.
[38]丁俊武，杨东涛，曹亚东，王林.情感化设计的主要理论、方法及研究趋势[J].工程设计学报，2010, 17( 01 ) :12-18+29.
[39]Mylea Product Specification.GHG Measurement Report[R].Indonesia： Decorum, 2020.
[40]Mycotech.How strong is mylea[EB/OL].https://youtu.be/aJB-SIRLqY8.
[41]Mycoworks.Reishi Product Specification[R].New York:Vartest Laboratories， 2020.
[42]Mycoworks.Mycelium Leather[EB/OL].https://youtu.be/PBxzYCj662s.
[43]ROSS P， et al. Mycoworks Inc. Method of producing fungal materials and objects made therefrom[P] Unite States： PCT/US2017/042267， 2018-01-18.
[44]CHASE J， et al. Mycoworks Inc. Fungal composites comprising mycelium and an embedded material [P] The Unite States： CA3061535A， 2019-12-26.
[45]Mycotech.Will mylea survived from liquid spill [EB/OL].https://youtu.be/gge2W5wJKfc.
[46]Mycotech.Will mylea burned [EB/OL].https://youtu.be/ggf6TWVIzoM.
[47]NEFFA. MycoTEX firat wearble prototypes[EB/OL].2021 -7-20. http://neffa.nl/portfolio/mycotex-prot otype/
[48]Bolt Threads. Stella's Journey with Mylo[EB/0L].2021-7-20. http://www. mylo-unleather.com.
[49]Vogue Runway. Doublet Spring 2022 Menswear Collection[EB/OL].2021 -7-27. https://www.vogue.c om/fashion-shows/spring-2022-menswear/doublet.
[50]Kristel Peters.Growing Shoes-Regenerative Shoe Design[EB/OL].2021-8-01.www.shoedesigner.be.
[51]Officina Corpuscoli. Growing a Mars Boot[EB/OL].2021 -07-20. http://www.corpuscoli.com/projects/ caskia/
[52]Mycotech Lab. co-creating with mycelium [EB/OL] .2021 -07-20. http://mycl.bio/technology.
[53]Bolt Threads. Innovation with adidas[EB/OL].2021 -7-20. http：//www.mylo-unleathe匚com.
[54]Bolt Threads. Mylo Falabella Prototype by Stella McCartney[EB/OL].2021-7-20. http://boltthreads.c om/technology/mylo/
[55]Mycoworks. An Exclustive Collaboration by Hermes and Mycoworks[EB/OL].2021 -07-20. http://w
ww. mycoworks.com
[56]Bolt Threads.Mylo in practice lululemon[EB/OL].2021-07-21.www.mylo-leather.com.
[57]Ecovative Design.MycoFlexTM[EB/OL]2021-07-20.www.ecovativedesign.com.
[58]Officina Corpuscoli. The Future of Plastic[EB/OL].2021 -07-20. http://www.corpuscoli.eom/projects/t he-future-of-plastic/
[59]Ecovative Design LLC. Mycocomposite[EB/OL] .2021 -07-20. http://ecovativedesign.com/mycocompos ite.
[60]Marcus Fairs. Mycelium Chair by Eric Klarenbeek is 3D-printed with living fungus[EB/OL].2021-07-01. http://www.dezeen.com.
[61]Anonymity. jonas edvard nielsen grows MYX lamps from mushroom-mycelium[EB/OL].2021-07-18. ht tp://www.designboom.com.
[62]Danielle Trofe. Biofabricated Lighting[EB/OL].2021 -07-01. http://www.danielletrofe.com.
[63]Mogu. Acoustic panels[EB/OL].2021 -07-17. http://mogu.bio.
[64]Amy Frearson.Tower of "grown" bio-bricks by The Living opens at MoMA PS1[EB/OL].2014-07-
01. http://www.dezeen. com.
Augusta Pownall. Pavilion grown from mycelium acts as pop-up performance space at Dutch Design W eek[EB/OL].2021 -07-01. http: //www.dezeen. com.
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