用于生产生长性材料的方法和由其制造的产物的制作方法

专利名称：用于生产生长性材料的方法和由其制造的产物的制作方法
用于生产生长性材料的方法和由其制造的产物
本发明要求2006年12月15日提交的临时专利申请60/875， 243 和2007年5月3日提交的临时专利申请60/927,458 (各自的内容通 过引用合并入本文)的权益。
本发明涉及用于生产生长性材料(grown material )的方法和通 过该方法制造的产物。更具体地，本发明涉及用于生产有机结构的方 法。更具体地，本发明涉及用于生产有才几绝多彖体(organic insulat ion )、有机包装(organic packaging )、有机冷却器(organic cooler)、有机花盆(organic plant pot)等的方法。
背景技术：
现今使用从费时的野外生长和收获至耗能的工厂中心生产 (factory centric production)的许多方法来生产材料。随着对原 材料商品和原材料的需求增加，此类材料的联合成本(associated cost)也相应升高。这对有限的原材料例如矿物、矿石和化石燃料以 及对常见的生长性材料例如树、植物和动物产生了更大的压力。此外， 许多材料和复合物的生产以污染、能量消耗和长使用后寿命(post use lifespan)的形式产生大量的不利于环境的方面。
常规材料例如基于膨胀石油(expanded petroleum)的泡沫材料 是不可生物降解的并且需要大量的能量输入来以制造设备、热能和原 始能源的形式产生。
常规生长性材料，例如树、农作物和纤维植物需要日光、肥料和 大片农田。
最后，所有这些生产过程都伴随着废物流，无论它们是基于农业 的还是基于合成的。
真菌是已知的生长最快速的生物中的一些生物。它们展示达到80%的优异的生物效率，并且善于将原始输入(raw input)转化成一 系列组分和组合物。真菌主要由在菌丝的顶端不断延伸的细胞壁组成。 与主要由纤维素组成的植物的细胞壁或基于胶原的动物细胞的结构组 分不同，真菌的细胞壁的结构寡糖主要基于壳多糖。壳多糖是牢固、 坚硬的物质，也见于节肢动物的外骨骼中。壳多糖已以純化的物质的 形式用于多种工业。这些用途包括水的純化、用于稳定目的的食品 添加剂、织物和胶布中的粘合剂、外科缝线和医疗应用。
由于真菌的快速生长时间、其坚硬和牢固的细胞壁、其高水平的 生物效率、其利用多种营养源和资源来源的能力以及，在丝状类型中， 其基质的快速延伸和探伸，通过真菌的生长而生产的材料和复合物 (composite )可以比通过其他生长方法更有效地、更具成本效益地和
存在用;培养^于食品生产的真菌的许多专利和科学方法，并且 少数专利详细描述了目的在于利用其细胞结构进行除了食品生产外的 某些生产的真菌的生产方法。例如美国专利5， 854， 056公开了用于"真 菌浆"(可用于生产纸产物和纺织品的原料)的生产的方法。
因此，本发明的目的是提供方法，所述方法用于培养特别地用于 生产部分或完全由菌丝和其聚集形式菌丝体(mycelia， myceliura)组
成的材料和复合物的丝状真菌。
本发明的另一个目的是提供部分由培养的真菌制备的复合结构。 本发明的另一个目的是提供用于生长复合物的容器
(enclosure)。
本发明的另一个目的是提供用于生长丝状真菌以生产复合材料 的颗粒的混合物。
简而言之，本发明提供了用于生产生长性材料的方法和特别地提 供了利用生物的生长来生产材料和复合物的方法。
根据本发明，培养真菌以使用真菌的营养期来生产材料。
该方法利用菌丝(统称为菌丝体)的生长来生产由真菌细胞组织 组成的材料。该方法明确地包括生长菌丝来生产复合物，使用颗粒、纤维、网(mesh)、杆(rod)、元件(element )和其他膨胀剂(bulking agent )作为复合物的内部组分，其中菌丝和其他细胞组织以及细胞外 化合物用作结合剂和结构组分。
在一个实施方案中，制备复合材料的方法包括步骤形成包含预 先选择的真菌的接种物；形成分散的颗粒(discrete particle)的基 质和能够被真菌消化的营养物质的混合物；将接种物加入至混合物； 和使真菌在足以生长菌丝并且允许菌丝形成互相连接的菌丝体细胞的 网络的时间内消化混合物中的营养物质，所述菌丝体细胞通过和围绕 分散的颗粒从而将分散的颗粒结合在一起，从而形成自支撑复合材料。
当接种物和混合物的至少一种含有水时，将形成的自支撑复合材 料加热至足以杀死真菌的温度或进行千燥以除去任何残留的水，从而 防止菌丝的进一步生长。
可以以分批的方式，通过将混合物和接种物置于模具中(以使最 终形成的复合材料具有该模具的形状)来进行该方法。可选地，可以 以连续的方式进行该方法来形成无穷长度的复合材料。
该方法使用生长来自真菌门的任何门的丝状真菌的步骤。公开的 实例关注于从担子菌(basidiomycete )例如"蘑蒜菌(mushroom fungi)，，和大多数夕卜生菌才艮真菌(ecto-mycorrhizal fungi)产生 的复合物。但相同的方法将对于利用丝状体(filamentous body)结 构的任何真菌是有效的。例如，低等真菌腐生卵菌(saphrophytic oomycete )和分成接合菌 (zygomycete )和内生菌根真菌 (endomycorrhiza 1 fungi)以及子囊菌 (ascomycete ) 和半知菌 (deutoeromycete)的高等真菌都是在它们的生活周期中具有丝状期 (filamentous stage)的真菌的实例。该丝状期允许真菌延伸通过其 周围环境，从而产生可用于给颗粒、纤维或元件的疏松团块添加结构 强度的细胞组织。
本发明还提供了材料和复合材料，其最终形状受生长在其中和/ 或其周围发生的容器或系列容器的影响。
主要地，本发明提供了由分散的颗粒的基质和互相连接的菌丝体细胞的网络组成的自支撑复合材料，所述菌丝体细胞延伸通过和围绕 分散的颗粒并且将分散的颗粒结合在一起。
根据本发明，分散的颗粒可以是适合于材料所期望的用途的任何 类型。例如，当复合材料用作防火墙时，颗粒可选自蛭石和珍珠岩
(perlite)的至少一种。同样，当复合材料用于绝缘并且强度不是必 需的标准时，颗粒可选自麦杆、干草、大麻、羊毛、棉花、稻壳以及 再循环的锯屑的至少一种。颗粒还可包括合成的绝缘颗粒例如基于泡 沫的产物和聚合物。
本发明还提供了由复合材料产生的构件。例如，在一个实施方案 中，构件是由自支撑复合材料与结合至至少一个外表面的饰面材料
(veneer material )组成的面板。通常，面板是矩形的但也可以是任 何其他合适的形状。
饰面可以由适合于面板的期望的用途的任何合适的材料制造。例 如，饰面可以由纸例如厚牛皮纸或定向结构刨花板(oriented strand board)、 瓦楞纟氏(corrugated paper)或厚纟氏板(cardboard)来制 造(当期望强度时)。
根据与附图结合的下列详细描述，这些和其他的目的和有利方面 将变得更加明显，其中


图1举例说明用于制造根据本发明的真菌结合的材料的方法的简 化流程图2举例说明糙皮侧耳(？/e"ro"s os"ea^s)的示意性生活
周期；
图3举例说明根据本发明的在于容器中生长之前的接种的基质； 图4举例说明根据本发明的在3天的生长后的接种的基质； 图5举例说明根据本发明的在接近生长结束时的接种的基质； 图6举例说明根据本发明的由营养物颗粒和膨胀颗粒(bulking particle)组成的一个实施方案的终复合物；
个实施方案的终复合物；图8举例说明根据本发明的具有内部特征的复合物；
图9举例说明根据本发明的包含滤片、温度传感器、湿度传感器
和热交换装置的容器；
图IO举例说明根据本发明的具有矩形突出物的容器盖；
图11举例说明根据本发明的分层的基质层；
图12举例说明根据本发明的具有另外的层的分层的基质；
图13举例说明根据本发明的生长入分层的基质的菌丝；
图14举例说明根据本发明的支持菌丝体生长的塑料网格
(latt ice );
图15举例说明根据本发明的packaging egg;
图16举例说明根据本发明制造的墙板(wall board)的断面；
图17举例说明根据本发明的用于子实体生长的容器的透视和
图18举例说明在子实体生长期之后图17的容器。 参考图1,制造自支撑结构材料的方法由下列步骤组成。
0. 获得基质成分，即以有性或无性状态存在的接种物、膨胀颗 粒或多种膨胀颗粒、营养源或多种营养源、纤维性材料或多种纤维性 材料和水。
1. 通过将基质材料按体积比混合在一起来将基质成分混合入生 长培养基或浆料(slurry)中从而获得固体培养基，同时在混合过程 中或之后使用接种物。
2. 将生长培养基用于代表最终的或接近最终的几何形状的容器 或系列容器。将培养基置于容器中，所述容器具有表示复合物的最终 形状(包括内部和外部特征)的体积。容器可包含包埋在浆料中的其 他几何形状以获得期望的形状。
3. 生长菌丝体(即丝状菌丝)，使之通过基质。当菌丝体通过 结合膨胀颗粒和消耗分配的营养物而生长时，将容器置于环境受控制 的培养室中。
3a.对于其中对材料进行分层或包埋的应用，重复步骤1至3直至产生终复合介质。
4. 取出复合物并且使复合物具有生物惰性。从容器中取出活的 复合物(即由菌丝体结合的颗粒)，然后杀死生物并且使复合物脱水。
5. 完成复合物的制备。对复合物进行后加工以获得期望的几何 形状和表面抛光以及制成薄板或进行涂覆。
使用已知用于培养和生产真菌的许多方法中的任一种方法产生 接种物，包括但不限于，液体悬浮的片段化的菌丝体、液体悬浮的孢 子和在固体或液体营养物上生长的菌丝体。
将接种物与经设计制造的基质(其可由营养和非营养颗粒、纤维 或其他元件组成)混合。然后将接种物和基质的该混合物置于容器中。
在步骤3中，菌丝生长通过基质，产生由容器的物理尺寸 (physical dimension)界定的基质的最终形状(net shape)。 该 容器可采用任何形状，包括矩形、盒子、球体和产生体积的表面的任 何其他组合。取决于期望的最终形状，生长可在容器的内部和容器的 外部发生。类似地，可组合和嵌套多个容器来在最终的基质中产生空 腔。
用浆料包埋的其他元件也可通过菌丝的生长整合入最终的复合物。
菌丝消化营养物并且形成互相连接的菌丝体细胞的网络，所述菌 丝体细胞生长通过和围绕营养物以及通过和围绕非营养物颗粒、纤维 或元件。该生长给之前疏松的颗粒、纤维、元件和营养物提供结构， 从而有效地将它们原位结合，同时也使菌丝相互结合。
在步骤4中，将基质(现被菌丝体网络紧密结合在一起)与容器 分开，并且当期望时，分开任何内部容器或元件。
可使用选自子囊菌、担子菌、半知菌、卵菌和接合菌的丝状真菌 进行上述方法。优选使用选自种类无隔担子菌类 (Holobas idiomycete )的真菌进行所述方法。
更优选使用选自下列的真菌进行所述方法
糙皮侧耳參金针蒜(尸/3/mw///7(3 re/i/〃/7ef)
亚石争红垂暮实(〃//7力o/o/z/a 5^6/afer/w迈) 攀，繁、l^羊肚菌(Vorc力e//3 a/7gws/7ce/7s) 高环柄蒜(胞cro/e/)/Cs / rocers )
毛头鬼伞(C0/7r/Z7WS CO/Z7"iAf)
*野蘑兹(^ar/cws a/^e/7"、) 參铁杉灵芝(Ca/zc^er/sa 攀摔揭孑匕菌(T/7O/ 0,iAir c^/2'《i/i;s)
所述方法允许产生材料，所述材料基于真菌和营养物的选择在不 同的实施方案中可不同程度地表征为结构性的、声学的、绝缘的、减 震的、防火的、生物可降解的、弹性的、刚性的、吸水的和防水的材 料以及可具有其他性质的材料。通过改变营养物的大小、形状和类型、 结合的膨胀颗粒、物体或纤维的大小、形状和类型、环境条件和真菌 抹系，可使用上述方法产生多种材料类型、特征和外观。
本发明使用丝状真菌的营养生长周期来产生完全或部分由统称 为菌丝体的所述真菌的细胞体组成的材料。
图2显示糙皮侧耳(丝状真菌)的生活周期的示意图。本发明的 目的领域是真菌的生活周期的营养状态(vegetative state),其中 真菌通过其管样菌丝的延伸活跃地生长。
在本说明书中，特别地使用下列定义
孢子真菌的单倍体、无性芽或有性生殖单位，或"种子"。 菌丝从真菌孢子的萌发形成和生长的丝状真菌的线状细胞管。 菌丝体源于单孢子并且分支伸入环境的菌丝管的集合。 接种物可用于将所述生物转移至另一种培养基、介质或基质的
生物的任何载体、固体、气体(aerated)或液体。
营养物丝状真菌可用作生长的能量来源的任何复合糖、多糖链
或脂肪族。子实体由真菌菌丝组成的为了孢子产生而形成的多细胞结构， 通常称为蘑菇。
用于材料产生的真菌培养 方法
用于培养用于材料产生的丝状真菌的方法。
公开的用于生长性材料的产生的所有方法需要接种阶段，在该接 种阶段中，接种物用于将生物输送入经设计制造的基质内。以足以接 种经设计制造的基质的体积的量产生携带期望的真菌株系的接种物； 接种体积可在低至1%的基质总体积至高至80%的基质体积的范围内。 接种物可采用液体载体、固体载体的形式，或用于将生物从一个生长 支持环境转移至另一个生长支持环境的任何其他已知方法的形式。
通常，接种物由水、碳水化合物、糖、维生素、其他营养物和真 菌组成。取决于温度、起始组织的量、湿度、接种物成分的浓度和生 长期，培养方法可在很大程度上发生变化。
实施例1-使用容器进行的生长性材料的生产。
从现有的组织系(tissue line )培养糙皮侧耳或任何其他丝状 真菌来产生合适量的接种物。接种物可采用固体载体、液体载体的形 式或其任何其他变型。
为了使用基于容器的制造技术生产生长性材料，采用下列步骤
1. 产生由营养颗粒、纤维、非营养颗粒和其他元件组成的经设 计制造的基质。
2. 将基质置于具有设计用来产生期望的最终形状的空腔的容器 或系列容器内。
3. 用包含期望的真菌林系的接种物接种容器内的基质。
4. 生长期望的真菌抹系，使之通过容器内的经设计制造的基质。
5. 从容器中取出基质。
可选地，所述方法可使用下列步骤1. 产生由营养颗粒、纤维、非营养颗粒和其他元件组成的经设 计制造的基质。
2. 用包含期望的真菌林系的接种物接种经设计制造的基质。
3. 将基质置于具有设计用来产生期望的最终形状的空腔的容器 或系列容器内。
4. 生长期望的真菌林系，使之通过容器内的经设计制造的基质。
5. 从容器中取出结合的经设计制造的基质。 可选地，所述方法可使用下列步骤
1. 产生由营养颗粒、纤维、非营养颗粒和其他元件组成的经设 计制造的基质。
2. 用包含期望的真菌株系的接种物接种经设计制造的基质。 (生长真菌，使之通过容器内的经设计制造的基质，这样整个经
设计制造的基质可被当作接种物。在该时间内可部分地搅动基质，或 在进行步骤3之前将其打碎)。
3. 将经设计制造的基质接种物置于具有设计用来产生期望的最 终形状的空腔的容器或系列容器内。
4. 生长期望的真菌林系，使之通过容器内的经设计制造的基质。
5. 从容器中取出结合的经设计制造的基质。 如在其他公开的实施方案中一样，生长性材料的结合作用主要来
自遍布和围绕经设计制造的基质的真菌细胞体(菌丝体)。材料的总 体性质由协同作用以赋予材料特征的多种颗粒、纤维和其他元件的行 为决定，这与其他复合物的产生非常相似。容器决定了材料的最终形 状。
参考图2，糙皮侧耳的生活周期从合子形成(1)进行至子嚢(2)(具 有多个子嚢孢子(3))，然后进行至菌丝形成(4),菌丝统称为菌丝 体(5)。
容器内的生长性材料，第一实施方案-图3至6 图3显示紧在接种发生后的一个实施方案(即绝缘复合物)的侧视图。在该实施方案中，将一组营养颗粒1和一组绝缘颗粒2置于容器 5中以在其中形成经设计制造的基质6。容器5具有开放的顶部并且决 定生长性复合物的最终形状。此后，将接种物3直接用于经设计制造 的基质6的表面。
在将接种物3用于表面后不久，可见菌丝4从接种物3延伸出来 并且进入和围绕营养颗粒1和绝缘颗粒2。
图4显示在接种物3用于经设计制造的基质6的表面后大约3天， 上述相同实施方案(即绝缘复合物)的侧视图。菌丝3现已穿入经设 计制造的基质6并且开始将绝缘颗粒2和营养颗粒1结合成连贯的整 体。
图5显示在接种物3用于经设计制造的基质6的表面后大约7天， 图3和4的相同实施方案(即绝缘复合物)的侧视图。统称为菌丝体 7的菌丝3现已完全拓殖于经设计制造的基质6的上半部分，将绝缘 颗粒2和营养颗粒1结合成连贯的整体。
图6显示在经设计制造的基质6已被菌丝体7完全拓殖和结合后， 图3、 4和5的相同实施方案(即绝缘复合物)的侧视图。剖面图显示 被许多菌丝4结合的单个绝缘颗粒的细节。该实施方案中还显示了结 合在菌丝体8内的纤维9。
实施例2-分层的制模(molding)
为了使用"基于分层的容器的"制造技术生产生长性材料，采用 下列步骤
1. 产生部分或完全由营养颗粒、纤维和其他元件组成的以及部 分或完全由非营养颗粒、纤维和其他元件组成的经设计制造的基质。
2. 将一部分经设计制造的基质置于具有设计用于产生期望的最 终形状的空腔的容器或系列容器中。
3. 用包含期望的真菌林系或类型的接种物接种容器内的基质。 接种也可在基质产生阶段期间、将基质移入容器或系列容器之前发生。
4. 生长期望的真菌林系，使之通过容器内的经设计制造的基质。5. 当期望时，加入另外的经设计制造的基质层或另外的具有不 同组成的经设计制造的基质层。
6. 生长期望的真菌林系，使之通过另外的经设计制造的基质层。
7. 如果需要，进行重复来产生期望的特征高度、材料大小和材 料组成。
8. 从容器中取出结合的经设计制造的基质。 可选的，所述方法可使用下列步骤
1. 产生部分或完全由营养颗粒、纤维和其他元件组成的以及部 分或完全由非营养颗粒、纤维和其他元件组成的经设计制造的基质。
2. 用包含期望的真菌株系或类型的接种物接种容器内的经设计 制造的基质。
3. 将一部分经设计制造的基质置于具有设计用于产生期望的最 终形状的空腔的容器或系列容器中。
4. 生长期望的真菌林系，使之通过容器内的经设计制造的基质。
5. 当期望时，加入另外的经设计制造的基质层或另外的具有不 同组成的经设计制造的基质层。
6. 生长期望的真菌林系，使之通过另外的经设计制造的基质层。
7. 如果需要，进行重复来产生期望的特征高度、材料大小和材 料组成。
8. 从容器中取出结合的经设计制造的基质。 实施例3-连续生产
为了使用"基于连续的"制造技术生产生长性材料，釆用下列步
骤
1. 产生部分或完全由营养颗粒、纤维和其他元件组成的以及部 分或完全由非营养颗粒、纤维和其他元件组成的经设计制造的基质。
2. 将基质置于具有设计用于产生期望的最终形状的连续空腔的 端部未封闭的容器或系列容器中。
3. 用包含期望的真菌株系或类型的接种物接种容器内的基质。接种也可在基质产生阶段期间、将基质移入容器或系列容器之前发生。
4. 生长期望的真菌林系，使之通过容器内的经设计制造的基质。
5. 当菌丝生长达到最大密度时，将基质移动通过端部未封闭的 容器，以使初始接种的基质体积到达容器的端部。
6. 将结合的经设计制造的基质移出端部未封闭的容器。
实施例4-静态实施方案-复合物
图6显示由营养颗粒、膨胀颗粒、纤维和绝缘颗粒组成的菌丝体 结合的复合物的一个实施方案的透视图。在菌丝体结合的复合物的该 实施方案中，使用下列生长条件和材料经设计制造的基质由下列成 分以按千燥体积计算的下列百分比组成
1. 稻壳，购自Rice World in Arkansas,基质的50%。
2. 园艺珍珠岩，购自 World Mineral of Santa Barbra， California,基质的15%。
3. DGS (干燥的酒糟)，来源于Troy Grain Traders of Troy NY， 基质的10% 。
4. 碾碎的纤维素，由碾碎成1 mm x 1 ram的平均纸张大小的再 循环纸组成，基质的10%。
5. 椰糠(Coco coir),来源于Mycosupply，基质的10%。
6. 由黑麦谷粒组成且用糙皮侧耳接种的接种物，基质的3%。
7. 细磨的桦树锯屑，按体积计算基质的2%。
8. 力口入来自Troy市政供水系统(Troy Municipal Water Supply ) 的自来水直至混合物达到田间持水量(field capacity)，以水的形 式再加入另外30%的总干燥基质体积。
在干燥混合过程中，使用旋转混合器将这些材料混合在一起，从 而完全整合颗粒、营养物和纤维。在最后的混合阶段加入水。总混合 时间为5分钟。
将容器在100%的RH湿度和75。 F的温度下温育14天。容器用作 每一种生长基质组合的个体微气候。通过控制气体交换的速度，湿度可在容器内的RH 100%和通常为RH 30-50%的外部湿度之间变化。各矩 形容器装满基质和接种物，从而阻止了气体交换。在5和10天后打开 容器盖使气体交换。在一些情况下，盖子包括允许连续气体交换的滤 片。
在14天的生长后，从培养箱中取出容器。已通过真菌的菌丝体 将疏松填充颗粒和纤维结合成连贯的整体，产生具有与生长容器的尺 寸十分匹配的尺寸的矩形面板。然后通过移除盖子，倒置生长容器， 并且轻轻地按压底部来将该面板从容器中取出。
然后将菌丝体结合的面板转移至对流式干燥炉(convection oven)内的干燥架。使空气围绕面板循环流动直至完全干燥，大约进 行4小时。空气温度保持在华氏130度。
干燥后，现已完成的复合物适合直接用于墙内，或可进行后加工 来包括其他净争征或添力口净勿，包括P方7^夕卜壳(water resistant skin )、 坚硬的面板外表面和装饰纸(paper facing)。
在上述实施方案内，膨胀颗粒、绝缘颗粒、纤维、营养物、接种 物和水的比例和百分比可发生变化，从而产生具有一系列性质的复合 物。材料膨胀的珍珠岩的组成可以在按体积计算复合物的5%至95%之 间变动。可将其他颗粒，包括剥脱的蛭石、硅藻土和碾碎的塑料与珍 珠岩混合或用其完全替代。颗粒大小，从园艺级珍珠岩至过滤级珍珠 岩，都适合于复合物的组成，并且许多不同的复合物类型可通过改变 珍珠岩颗粒大小或蛭石或硅藻土颗粒大小的比例来产生。
稻壳可组成按体积计算5至95%之间的任何比例的复合材料。纤 维可组成按体积计算1至90%的材料。DGS可组成按体积计算2至30% 的基质。接种物，当以谷粒的形式存在时，可组成按体积计算1至70% 的基质。接种物，当以其他形式存在时，可组成达到100%的基质。来 源于废纸的碾碎的纤维素可组成按体积计算1至30%的基质。
其他实施方案可以以足以支持丝状真菌生长通过它们的团块的 比例使用完全不同的来自农业或工业来源的颗粒的组合。
尽管在该优选实施方案中没有进行详细描述，但经设计制造的基质还可包含元件和特征，包括杆、立方块、面板、网格和最小尺寸 比最大平均颗粒大小的平均直径大2倍的其他元件。
在该实施方案中，使真菌林系糙皮侧耳生长通过基质来产生结合 的复合物。许多其他丝状真菌可用于产生终复合物强度、弹性和吸水 特征不同的相似的结合结果。
在该实施方案中，使用生长在黑麦谷粒上的糙皮侧耳接种基质。 可使用其他接种方法，包括液体孢子接种和液体组织接种，获得相似 的结果。
在100%的RH湿度和75° F下进行复合物的温育。可在低至35。 F和高至130。 F的温度下进行成功的温育。还可将RH湿度改变至低 至40%。
使用对流式干燥炉完成干燥，但其他方法，包括微波法和将复合 物暴露于冷却干燥的空气流，都是脱水的可行方法。
实施例5-图7-静态实施方案-具有复合物核心的面板系统
参考图7，通过向实施例2中描述的矩形面板(图6)加上坚硬的 外表面，可产生由菌丝体结合的核心和外表面系统(facing system) 组成的面板化的系统。该面板化的系统由于坚硬的外表面的加入而具 有更优良的强度特征。
图7显示该实施方案的透视图。通过使用实施例2中产生的核心 10，将矩形面板10的两个主要表面(primary face)与两块定向结构刨 花板(OSB) ll结合。使用空气固化胶(air-curing adhesive)和夹 子来紧固OSB表面和菌丝体结合的核心。
上述方法产生了具有外表面的菌丝体结合的绝缘复合物的实施 方案。由菌丝体结合的核心和两块坚硬的外表面组成的该面板适合用 于系列应用，包括门、小卧室墙壁、地下室的镶板、SIP房的构建、 常规绝缘应用、屋顶保温(roof insulation)、桌面和其中使用面板 /核心系统的其他应用。
在该实施例中，^使用空气固化胶例如金刚月交(gorilla glue)。然而，可使用 一系列胶水包括热固性树脂和其他类型的胶水来产生菌 丝体结合的复合物核心与外表面之间的结合。
在另一个实施方案中，还产生了样品，其中在培养箱过程中将外 表面置于容器内。丝状真菌的生长直接将外表面与菌丝体结合的复合 物核心结合，从而产生可在干燥后直接使用的面板化的系统。据认为，
在纤维素外壳(exterior skin) (0SB)的情况下，结合通过菌丝体表 面粘附和通过真菌生长入外壳的纤维素内而发生。在不可消化的外壳 的情况下，结合据认为通过表面特征、特性与菌丝体菌丝之间的机械 粘附而发生。
实施例6 -静态实施方案-具有独特形状和内部特征的复合物。 图8显示由营养颗粒、膨胀颗粒、纤维和绝缘颗粒组成的菌丝体 结合的复合物的一个实施方案的透视图。该实施方案包括保持在终复 合物中的靠近中心的空腔。该复合物的优选用途是包装材料，其中将 待包装的装置完全或部分置于由生长性复合物形成的空腔或系列空腔 中。
在菌丝体结合的复合物的该实施方案中，使用下列生长条件和材 料经设计制造的基质由下列成分以按照千体积计算的下列百分比组 成
1. 稻壳，购自Rice World in Arkansas,基质的50%。
2. 园艺珍珠岩，购自 World Mineral of Santa Barbra， California,基质的15%。
3. DGS (千燥的酒糟)，来源于Troy Grain Traders of Troy NY， 基质的10% 。
4. 碾碎的纤维素，由碾碎成1 mm x 1 ram的平均纸张大小的再 循环纸组成，基质的10%。
5. 椰糠，来源于Mycosupply，基质的10%。
6. 由黑麦谷粒组成且用糙皮侧耳接种的接种物，基质的3%。
7. 细磨的桦树锯屑，按体积计算基质的2%。
20水直至混合物达到田间持 水量，以水的形式再加入另外30%的总干燥基质体积。
在干燥混合过程中，使用旋转混合器将这些材料混合在一起，从 而完全整合颗粒、营养物和纤维。在最后的混合阶段加入水。总混合 时间为5分钟。
混合后，将已接种的基质转移至系列矩形容器中。将盖子置于含 有块状突出物的这些容器上。这些突出物在图8所示的疏松填充颗粒 中产生相应的最终形状的空腔。
将容器在100%的RH湿度和75° F的温度下温育14天。容器用作 每一种生长基质组合的个体微气候。通过控制气体交换的速度，湿度 可在容器内的RH 100%和通常为RH 30-50%的外部湿度之间变化。各矩 形容器装满基质和接种物，从而阻止气体交换。在5和IO天后打开容 器盖使气体交换。在一些情况下，盖子包括允许连续气体交换的滤片。
在14天的生长后，从培养箱取出容器。疏松填充颗粒和纤维现 已通过真菌的菌丝体结合成连贯的整体，从而产生具有与生长容器的 形状十分匹配的最终形状的矩形物体。该最终形状包括相应的空腔， 在该空腔中，容器盖的突出物贯穿基质。然后通过移走盖子，倒置生 长容器，并且轻轻地按压底部来将该面板从容器中取出。
然后将菌丝体结合的面板转移至对流式千燥炉内的干燥架。使空 气围绕面板循环流动直至完全干燥，大约进行4小时。空气温度保持 在华氏130度。
干燥后，现已完成的复合物适合直接用作包装材料，或可进行后 加工来包括其他特征或添加物，包括防水外壳、坚硬的面板外表面和 装饰纸。
在上述实施方案内，膨胀颗粒、绝缘颗粒、纤维、营养物、接种 物和水的比例和百分比可发生变化，从而产生具有一系列性质的复合 物。材料膨胀的珍珠岩的组成可在按体积计算复合物的5%至95%之间 变动。可将其他颗粒，包括剥脱的蛭石、硅藻土和碾碎的塑料与珍珠 岩混合或完全用其替代。颗粒大小，从园艺级珍珠岩至过滤级珍珠岩，都适合于复合物的组成，并且许多不同的复合物类型可通过改变珍珠 岩颗粒大小或蛭石或硅藻土颗粒大的比例来产生。
稻壳可组成按体积计算5%至95%之间的任何比例的复合材料。纤 维可组成按体积计算1至90%的材料。DGS可组成按体积计算2至30% 的基质。接种物，当以谷粒的形式存在时，可组成按体积计算1至30% 的基质。来源于废纸的碾碎的纤维素可组成按体积计算1至30%的基 质。
其他实施方案可以以足以支持丝状真菌生长通过它们的团块的 比例使用完全不同的来自农业或工业来源的颗粒的组合。
尽管未在该优选实施方案中进行详细描述，但经设计制造的基质 还可包含内部元件，包括杆、立方块、面板、网格和最小尺寸比最 大平均颗粒大小的平均直径大5倍的其他元件。
在该实施方案中，使真菌抹系糙皮侧耳生长通过基质来产生结合 的复合物。许多其他丝状真菌可用于产生终复合物强度、弹性和吸水 特征不同的相似结合结果。
在该实施方案中，使用生长在黑麦谷粒上的糙皮侧耳接种基质。 可使用其他接种方法(包括液体孢子接种和液体组织接种)获得相似 的结果。
在100%的RH湿度和75。 F下进行复合物的温育。可在低至35。 F和高至130。 F的温度下进行成功的温育。还可将RH湿度改变至低 至40%。
在该实施方案中，只显示一个正方形的空腔，但这样的产物可以 包含许多形状的多个空腔，以与空腔内装入的产物的尺寸匹配。
实施例7-生长容器-图9
参考图9，给正方形的生长容器提供盖子以产生具有相同最终形 状的复合物面板。使用与实施例1和2中概述的方法相似的方法产生 面板。
用于复合物生产的容器的形状决定终产物的最终形状。在图9中，正交定向的侧面左侧13和前侧14与底15形成角落，该角落特征(如 其他容器导入的最终形状)将在生长性复合物中被复制。
除了产生相同的最终形状的生长性复合物外，容器还提供了许多 其他独特的功能。这些功能包括气体交换调节、湿度调节、湿度传 感、温度传感和热移出。
图9显示了按照生长容器的形状和体积进行裁剪和校准的滤片 16。该滤片16允许生长的生物呼吸，释放0)2和捕获02,而不与空间 内的其他颗粒交换。该滤片16还允许一定量的水分从基质移动至温育 环境，反之亦然。通常，滤片系统是被动的，其经设计允许在容器内 生长的特定基质、真菌类型和体积的材料的恰当呼吸率。在一些情况 下，当期望对个体温育环境进行主动控制时，滤片可具有动态改变的 孔径，从而减慢或加快与温育环境的气体交换速度。
图9还显示可用于从容器移出热或给容器加热的温度控制装置 17，其由管道20的网络组成。真菌的生长依赖于分解反应。因此，在 大多数其中除了由沿着容器外表面发生的对流相互作用(convect ive interaction )提供的热控制外还需要额外的热控制的情况下，其将以 热移出的形式存在。管道的网络或其他热交换装置允许对从容器移出 的热量或给容器加入的热量进行更精确的控制并且允许在更短的时间 内从生长容器移出总体更多的热量或给生长容器加入更多的热量。
图9还显示温度传感器18和湿度传感器19。这些传感器分别测 量容器内部的温度和湿度。然后可将该数据传输至收集单元以进行分 析，或用于通过将滤片孔径动态恢复至所要求的大小或通过可能经由 温度控制装置产生的温度变化来改变容器的环境。
图IO显示具有突出物21的生长容器盖。当该盖子与底部匹配的 生长容器一起使用时，突出物21将影响封闭体积的总体最终形状，从 而在生长性复合物中产生与盖子中的特征例如突出物21直接相关的 特征。这样的方法用于产生图8所示的复合物，其中图10中显示的盖 子具有突出物20，该突出物改变其生长容器的封闭的净体积，从而在 复合物10 (参见图8)内产生独特的特征12。实施例8-生长容器-图11、 12和13。
生长容器可以以部分或以它们的整体成为终产物的一部分。图11 至13举例说明了这样的例子。
在图11中，生长容器5和生长的菌丝体4只通过生长容器的底 部和侧面限定边界。
在图12中，向容器5中加入由0SB (定向结构创花板)或其他合
适的饰面组成的坚硬的板11,从而完全界定生长容器的体积。在该情
况下，容器盖选自木头和其他纤维质结构。这样，生长通过容器的真
菌糙皮侧耳(纤维质分解者)能够通过沿着材料的表面生长并且生长 入其中来将其本身天然地结合至面板的顶部。
图12举例说明菌丝体4生长入坚硬的板11中。当从容器中取出 该复合物时，坚硬的板11将包含在终产物中。
图13举例说明该相同概念的可选实施方案，其中坚石更的板11,皮 封在两个相对的菌丝体结合的核心层之间。
完全或部分由坚硬的或柔软的板11组成的生长容器可通过菌丝 体的生长永久性地附着至终产物的部分或全部。这包括保持形状的袋 子，柔软的且可在容器内形成形状的袋子和用于装浆料的其他工具。
另 一个其中可能使用此类方法的实例使用柔软的纸袋作为生长 容器。使该袋子填满经设计制造的基质，并且如实施例1中所迷使菌 丝体生长通过基质。基质与袋子的结合通过菌丝体的生长而发生并且， 当干燥时，产生包含结合的经设计制造的基质和外部纸壳的产物。
互作用是结合的主要方法，但这不必是菌丝体和部分容器粘着的唯一 情形(在该情况下容器意欲包含在生长过程中与经设计制造的基质接 触的任何坚硬的或柔软的材料)。
其他结合方法包括使物体的表面"变粗糙"来将突出物结合至或 加至所述物体的表面。这些突出物可以只是具有毫米高度(在变粗糙 的情况下)的部分或可达到20 cm高(延伸入经设计制造的基质)。突出物可釆取钩、圆形的杆、圆锥体、矩形的柱、冠状柱(capped column)或杆、三角形的形状或允许菌丝体有利地与表面相互作用从 而产生结合力的其他特征形状。
实施例9-用于菌丝体生长的结构或网格-图14
可在明确不使用疏松的填充颗粒基质的情况下生长基于菌丝体 的复合物。事实上，通过产生高度组织化的生长基质，可产生当使生 长天然繁殖通过疏松的颗粒时通常可能不产生的菌丝体复合物。
向菌丝体复合物中加入设计的结构的一个方法是产生菌丝体在 其中生长的可消化的或不可消化的3-D框架。该框架可从淀粉、塑 料、木头或纤维形成。该框架可进行正交定向或以其他方式定向来产 生主要沿着格子的轴生长的菌丝体。此外，该格子可以是弹性的或刚 性的。格子成员之间的间距可在0. 1 mm至超过10 cm的范围内变化。
沿着这些设计的格子或网格的生长导致具有高度组织化的菌丝 条的菌丝体复合物，从而允许设计和产生复合物，所述复合物由于支 持性菌丝体结构的组织化的性质而在选择的方向上具有更大的强度。
这样的排列还允许产生主要由菌丝体而非膨胀和营养颗粒组成 的组织化的菌丝体结构。
为了产生这样的结构的一个实施方案，采用下列步骤
参考图14，由正交定向的lmm x lmm的塑料格子14的组形成的 三维网格被包被在淀粉和水的混合物中。该混合由按体积计算50%的 淀粉和50%的自来水组成。这些材料分别来源于有机糙米粉和自来水 (来自Troy NY市政供水系统)。
将该网格置于接种物的床中(其包含在合适的营养物载体上的糙 皮侧耳)。然后将网格和接种物床置于保持在恰当的温度(华氏55 度和华氏95度之间)和湿度(75% RH和100% RH之间)下的环境中 以刺激菌丝体生长。
图14显示基于格子的菌丝体复合物的剖面图。虽然只显示两个 相交的网格，但复合物实际上可由沿轴向延伸的间隔1 mm的系列格子组成。格子方块具有lmm的边长。此处显示了菌丝体8生长通过格子 14。该致密形成的菌丝体垫形成了复合物体积的大部分。
菌丝体在格子上方或通过格子生长，从而产生定向排列的菌丝的 致密网络。随着时间的推移，菌丝将发生交织，从而产生致密的3-D 垫子。在1至2周的生长后，从培养箱中取出格子，并且通过使用对 流式干燥炉或其他方法从菌丝体块中除去水分来对其进行干燥。 一旦 干燥，菌丝体复合物就可直接使用，或进行后加工以用于其他应用。
在该实施方案中，格子可以为或可以不为菌丝体提供营养源，但 如果不在格子框架内提供营养物，那么必须将格子置于非常靠近包含 营养源的接种物以使真菌能够将营养物运送入基于格子的菌丝体，从 而进行进一步的细胞扩增。
实施例10-生物可降解的花盆
通过使用实施例1和2中概述的一种生产方法，可生长与常规花 盆相似的菌丝体复合物。该复合物可具有与实施例4中描述的相似的 组成和生产方法，或可具有不同的营养物和膨胀颗粒以及不同的纤维。 这样的复合物的至关重要的特征是
*与现有的花盆相似的具有用于土壤的空腔的形状。
*由通过菌丝体结合的颗粒和纤维组成的形状，这样植物的根可 容易地生长通过所述形状。
參与现有花盆相似的不具有用于土壤的空腔的形状，其中将种子 或幼苗直接置入复合材料。
*由通过菌丝体结合的颗粒和纤维组成的形状，这样植物的根可 容易地生长通过所述形状。
*由颗粒和纤维以及足以支持连续的植物生长的营养物组成的形状。
实施例11 -降噪面板。
才艮据实施例1和2中概述的方法和实施例4中概述的颗粒和生长条件，可产生在家中、汽车中或在其中期望声音衰减的其他情况中^f吏 用的降噪面板。该产物可使用多种结合的纤维和颗粒来产生对一系列 频率具有不同声衰减率的面板。
实施例12-刚性防火墙
根据实施例1和2中概述的方法和实施例4中概述的颗粒和生长 条件，可产生在家中、汽车中或在其中期望防火的其他情况中使用的 防火墙面板。在该面板中，结合的颗粒主要由珍珠岩、稻壳或蛭石组 成。
实施例13-1'吏用特征制才莫物(molding)进4亍的生产 使用容器和特征制模物(即在基质的生长形状内产生特征凹槽 (relief)的工具或其他物体)生产生长性材料。
从现有的组织系培养糙皮侧耳或任何其他丝状真菌来产生合适
量的接种物。接种物可采用固体载体、液体载体的形式或其任何其他变型。
为了使用基于制模物的制造技术产生生长性材料，采用下列步
骤
1. 产生由营养颗粒、纤维、非营养颗粒和其他元件组成的经设 计制造的基质。
2. 将基质置于具有设计用于产生期望的最终形状的空腔的容器 或系列容器中。
3. 用包含期望的真菌林系的接种物接种容器内的基质。
4. 生长期望的真菌抹系，使之通过容器内的经设计制造的基质。
5. 通过将具有突出的特征的模具块(tooling piece)压入经设 计制造的基质的一个面来强有力地将另外的特征塑造入经设计制造的 基质。
6. 使活的基质恢复。可选地，所述方法可使用下列步骤
1. 产生由营养颗粒、纤维、非营养颗粒和其他元件组成的经i殳 计制造的基质。
2. 用包含期望的真菌林系的接种物接种经设计制造的基质。
3. 将基质置于具有设计用于产生期望的最终形状的空腔的容器 或系列容器中。
4. 生长期望的真菌抹系，使之通过容器内的经设计制造的基质。
5. 通过将具有突出的特征的模具块压入经设计制造的基质的一 个面来强有力地将另外的特征塑造入经设计制造的基质。
6. 使活的基质恢复。
7. 从容器中取出结合的经设计制造的基质。 实施例14-Packaging Egg-图15
通过使用实施例1和2中描述的制造方法，可产生利用菌丝体结 合剂形成连续材料的能力的明显独特的包装材料。通过将待包装的三 维物体置于容器中，然后用菌丝体结合的经设计制造的基质围绕物体， 可产生恰好适合被包装物体的每一个表面的包装材料。该包装材料连 续围绕被包装的物体，并且由于其紧密配合性，将比使用"接近最终 形状"的包装緩冲器将物体保持在原位的现有技术更好地保护被包装 的物体。
这样的产物在图15中进行了描述，其中围绕物体23形成连续的 包装材料来进行包装。
如图15所示，包装材料的特征在于可沿着断裂面25破裂成分离 的部分，从而允许从物体23去除所述部分。可选地，可用丝带24缠 绕物体23,使之通过包装材料延伸至包装材料的外表面以便将包装材 料破裂成分离的部分，从而从物体23去除。
当收到packing egg时，最终使用者通过沿着其一个轴断裂材料 或拉内置的丝带24(如所显示的)或绳子或拉环(tab)打开packaging egg。 一旦打开，使用者则可取出被保护的物体23。可使用分别描述于实施例4以及实施例1和2中的相同基质和方 法制造packaging egg。基质颗粒和纤维的选择将由egg的总体材料 特征决定。较致密的包装材料将需要较致密的膨胀颗粒，然而较轻的 较具可压缩性的egg将依赖于较轻的颗粒例如稻壳。
简而言之，可采用下列步骤来产生packaging egg:为了使用基 于容器的制造技术生产生长性packaging egg，采用下列步骤
1. 产生由营养颗粒、纤维、非营养颗粒和其他元件组成的经设 计制造的基质。
2. 将基质置于具有设计用于产生期望的最终形状的空腔的容器 或系列容器中。
3. 将待包装的产物置于疏私、的基质中。
4. 用包含期望的真菌林系的接种物接种容器内的基质。
5. 生长期望的真菌抹系，使之通过容器内的经设计制造的基质 并且围绕待包装的材料。
6. 从容器中取出基质。
可选地，所述方法可使用下列步骤
1. 产生由营养颗粒、纤维、非营养颗粒和其他元件组成的经设 计制造的基质。
2. 用包含期望的真菌抹系的接种物接种经设计制造的基质。
3. 将基质置于具有设计用于产生期望的最终形状的空腔的容器 或系列容器中。
4. 将待包装的产物置于疏松的基质中。
5. 生长期望的真菌抹系，使之通过容器内的经设计制造的基质 并且围绕上述待包装的材料。
6. 从容器中取出结合的经设计制造的基质。
可选地，可在加入基质之前，在加入基质的过程中或在加入基质 之后将待包装的产物置于容器中。
生长、基质类型、真菌林系和温育的详细资料与实施例4中概述 的相似，但可改变所有这些变量来产生具有不同材料特性和行为的
29packaging egg。
简而言之，packaging egg由被连续外壳或材料壁包围的全部内 部或部分内部元件组成。该壁优选由通过菌丝体结合的颗粒、纤维和 其他元件(所述菌丝体已生长通过这些元件)组成。
所描述的packaging egg具有许多独特的有利方面。首先，材料 是生物可降解的，这样使用者可在使用后将材料弃置于他们的花园中 或其他自然空间，从而减少垃圾掩埋场的负荷。第二，生长性包装材 料的连续性质在装运过程中提供了更好的保护并且可用作防干扰封套 (tamper proof seal ),从而防止未经许可地接触被包装的元件。第 三，可以以最小的模具成本生产packaging egg，因为可成形的基质 将采用容器和被包装的元件的最终形状。
实施例15-具有塑造的特征的墙板-图16
图16显示按照实施例1、 2和3中描述的生产方法， -使用与实施 例4中描述的相似的静态实施方案和组成产生的复合面板。
面板还包含许多包埋入面板的复合材料并且具有与复合材料的 外表面连接的末端的墙元件(wall element)，例如管道26、电源插 座27和金属线28。这些元件在生长过程中以使它们成为最终的整体 复合物的一部分的方式包含在面板中。这些元件可选自通用管道 (generic conduit)、 电线(electrical wiring)、 电源插座、电 灯开关、传感器、温度控制器、窗框、门侧柱(door jara)、采暖管 道(heating conduit)或管道系统(piping)。
此外，此类元件可置于面板内，这样当将面板边对边地放置时， 内部元件沿着相配的边接合。
可产生面板并且照原样销售而无需另外的加工，或如实施例5中
部件。这样的墙部件可具有在生长过程中包含的所有相关元件，这样 最终的装配可只通过将匹配的面板和内部元件连接在一起来完成。实施例16-子实体的产生-图17和图18
之前描述的所有实施方案已使用生长的真菌的菌丝体或"根结 构"来将颗粒、纤维和物体结合成复合体。可选地，可在其生长过程 中塑造真菌的子实体的部分的形状以用作结合材料。
图17描述了这样的方法。此处，照明元件29用于在显示光敏反 应的种类中诱导结实。诱导结实的其他已知的方法也是有效的，包括 改变大气条件、时间、温度或湿度。
一旦起始结实，一个或多个子实体31开始从上述基质32中长出。 这些子实体在接下来的数天内大小迅速扩大。通过将子实体封装在容
器33内，可控制子实体的最终形状。这允许产生完全由真菌菌丝组成 的"最终形状"的复合物。可在子实体大小的范围内将这些复合物塑 造成任何形状，包括砖块状、圆柱体、球体和产生体积的任何其他 表面组合。
此外，可使子实体围绕元件或物体生长，以向最终的复合物加入 另外的材料特征例如抗张强度，或用作包装元件以便装运的方法。图 17描述了这样的装置，其中将圆柱体元件30置于容器33内和子实体 31上方。
图18描述了在4天的生长后图17的相同装置。现在子实体31 大小已扩大，从而采用容器33的总体最终形状。还迫使它们长大并且 围绕圆柱体元件30，从而用菌丝组成的组织部分包裹圆柱体元件30。
在进行另外4天后，子实体31将完全充满容器33,同时还包围 圆柱体元件30。可将菌丝块(现以容器33的最终形状存在且包含圆 柱体元件30)从容器中取出并且进行干燥。该产物现在适合用作建筑 材料(以块的形式存在)，或用作包装材料(其中圆柱体元件30是装 运过程中期望被保护的元件)。
当元件包含在塑造的子实体内时，可认为终产物与实施例14中 描述的Packaging Egg有些类似，从而其具有许多相同的有利方面， 包括
首先，材料是生物可降解的，这样使用者可在使用后将材料弃置于他们的花园中或其他自然空间，从而减少垃圾掩埋场的负荷。第二， 生长性包装材料的连续性质在装运过程中提供了更好的保护，并且还 可用作防干扰封套，从而防止未经许可地接触被包装的元件。第三， 可以以最小的模具成本生产产物，因为可成形的子实体将釆用容器和 被包装的元件的最终形状。
为了产生子实体塑造的产物的一个实施方案，采用下列步骤 产生适合于支持优选种类的真菌生长的基质32。不同的真菌种类 产生许多种类的子实体， 一些子实体如木头一样坚硬，具有显著的防 霉性，然而一些子实体非常脆弱，在暴露于潮湿后快速生物降解。在 子实体的范围内，各生长具有从建筑材料至包装材料的不同应用领域。 在一个实施方案中，基质32由已灭菌的来源于TroyNY的Grain Traders的黑麦谷粒组成。用水浸透谷粒，然后通过以15 psi高压灭 菌45分钟来对其进行灭菌。冷却后，用糙皮侧耳接种谷粒。使该真菌 拓殖保持在55至85。 F下的谷缸中的谷粒，进行1至3周或直至谷粒 被完全拓殖。
在真菌在谷粒上完全建立后，将已接种的基质32转移至合适的 结实容器中，如图17和18中所描述的。糙皮侧耳的结实通过降低环 境大气中的C02浓度，稍微降低温度和将基质暴露于光来进行。这些 步骤促进起始pinning(预结实(pre-fruiting )过程)。 一旦pinning 已经开始，将合适的容器(在该情况下为3英寸高和任一侧边为2英 寸的矩形盒子)置于pinning基质上方。
然后真菌的子实体(在该情况下为蚝蘑(oyster mushroom)) 生长入容器中，从而采用盒子的最终形状。在该时期中，将基质32 和容器33保持在75。 F度和RH。/。 90-100下。
在生长的子实体到达容器33的顶部后，将由子实体和容器组成 的整个元件与基质32分离。取出现已采用容器的最终形状的该子实体 并进行干燥，其现可用作建筑材料或其他产物，或可进一步进行后加 工来产生其他产物(包括被切成薄片或进行成形)。
可在基质32的多个位置进行多次结实来产生许多成形的子实体。可选基质
可在菌丝体绝缘体生长过程中以绝缘颗粒和复合糖的形式补充 有机材料。此处，绝缘颗粒例如蛭石或珍珠岩被结合在菌丝体细胞基 质内，但其他天然材料具有相同的(如果没有更优良的话)绝缘特征，
例如
麦杆/干草/大麻将材料织入网中或置于浆料混合物内，随着菌 丝体生长，材料被结合，从而形成具有可变的层厚度的绝缘面板。
羊毛/棉花将材料织入纤维性网或进行片段化，从而形成随着 菌丝体生长结合在其内的小绝缘颗粒。浆料可直接用于网或可在浆料 产生的过程中混合颗粒。可从包含大百分比的羊毛/棉花的再使用的衣 服产生或获得颗粒材料。
再循环的锯屑可替代现有的以淀粉或谷粒的形式存在的多糖作 为早期生长阶段中菌丝体的食物来源。锯屑可从以副产物的形式产生 锯屑的行业中收集或通过天然收集方法收集。
绝缘颗粒可由新型、再循环或再使用的合成颗粒组成，已知所述 颗粒具有绝缘性质或遗留有害的环境足迹。目前考虑的材料包括
基于泡沫的产物再循环和再使用的泡沫绝缘体或泡沫废物，例 如聚苯乙烯泡沫塑料杯(Styrofoamcup)和包装，其可被粉碎成不同 大小或相同大小的小颗粒和用于浆料。泡沫材料可从现有的废弃的材 料或新制造的产物获得。
橡胶/聚合物此类材料可见于许多产物，其可在达到上述产物 的期望的寿命周期后再使用。该材料可以以碾碎的颗粒的形式用于浆 料或作为构件用于各种配置的生长中。
因此本发明提供了生产生长性材料的新方法。这些材料可以是弹 性的、刚性的、结构性的、生物可降解的、绝缘的、减震的、疏水的、 亲水的、不可燃的、空气屏障、透气的、吸音的等。本发明的所有实 施方案可通过改变生长过程中包括的生物抹系、营养源和其他颗粒、 纤维、元件或其他项来修饰它们的材料特征。
33此外，本发明提供了可用于各种目的例如用于构建其中需要耐火 特征的面板、墙板等的复合材料。此外，本发明提供了生物可降解的 复合材料。
上述用于杀死生长的生物即真菌以终止进一步生长的优选方法是
通过加热至高于110。 F来进行的方法，存在许多可完成该相同任务的 其他方法。这些方法包括(a)脱水-通过将菌丝体结合的基质置于低湿 度环境中；(b)辐射-通过使用与见于食品保藏中的技术相似的技术； (c)冷冻-其中菌丝体结合的基质的温度下降至低于32。 F;和(d)化学 方法-其中将菌丝体结合的基质暴露于已知在真菌中引发细胞死亡的 化学药品，包括但不限于漂白溶液、高浓度的石油化学制品和高浓度 的酸。
权利要求
1.制备复合材料的方法，该方法包括步骤形成包含预先选择的真菌的接种物；形成分散的颗粒的基质和营养物质的混合物，并且所述营养物质能够被所述真菌消化；将所述接种物加入至所述混合物；和使所述真菌在足以生长菌丝并且允许所述菌丝形成互相连接的菌丝体细胞的网络的一段时间内消化所述混合物中的所述营养物质，所述菌丝体细胞通过和围绕所述分散的颗粒从而将所述分散的颗粒结合在一起以形成自支撑复合材料。
2. 权利要求l中所示的方法，其中所述接种物和所述混合物的至 少一种包含水，并且该方法还包括从形成的自支撑复合材料中除去水以 抑制菌丝的进一步生长的步骤。
3. 权利要求l中所示的方法，其中所述接种物和所述混合物的至 少一种包含水，并且该方法还包括将形成的自支撑复合材料加热至足以 杀死所述真菌的温度 的步骤。
4. 权利要求l中所示的方法，其还包括通过加热、辐射、冷冻、 脱水和化学方法中的至少一种处理形成的自支撑复合材料以杀死所述 真菌的步骤。
5. 权利要求1中所示的方法，其中所述真菌选自糙皮侧耳、 J^roc7^e ^r<35>///e/7s/,金4十蒜、〃j^力o/o迈a ca; / (9/(/es、 亚石争红垂暮 菇、黑脉羊肚菌、高环柄菇和毛头鬼伞中的至少一种。
6. 权利要求l中所示的方法，其还包括步骤将所述混合物置于 模具中的预先确定形状的空腔中，然后将所述接种物加入至所述空腔中 的所述混合物，从而所得的自支撑复合材料采取所述空腔的形状。
7. 权利要求6中所示的方法，其还包括在加入所述接种物后覆盖 模具以防止接种物暴露于日光的步骤。
8. 权利要求l中所示的方法，其中在连续的基础上进行所述步骤以形成延长的自支撑复合材料。
9. 权利要求l中所示的方法，其中营养物质是能够被丝状真菌用 作生长的能量来源的复合糖、多糖链和脂肪族中的至少一种。
10. 制备复合材料的方法，该方法包括步骤 形成包含预先选择的真菌的接种物；形成分散的颗粒的基质和营养物质的混合物，并且所述营养物质能够被所述真菌消化；将所述混合物置于容器中；将所述接种物加入至所述容器中的所述混合物；使所述真菌在足以生长成延伸出所述基质并且填充所述容器的子实体的一段时间内消化所述混合物中的所述营养物质；和从所述容器中取出所述子实体。
11. 权利要求10中所示的方法，其还包括步骤将物体在与所述 基质相间隔的情况下置于所述容器中，从而允许所述子实体在从所述容 器中取出所述子实体之前围绕所迷物体生长。
12. —种自支撑复合材料，其包含 分散的颗粒的基质；和互相连接的菌丝体细胞的网络，所述菌丝体细胞延伸通过和 围绕所述分散的颗粒并且将所述分散的颗粒结合在一起。
13. 权利要求ll中所示的自支撑复合材料，其中所述颗粒选自蛭 石和珍珠岩中的至少一种。
14. 权利要求ll中所示的自支撑复合材料，其中所述颗粒选自麦 杆、干草、大麻、羊毛、棉花和再循环锯屑中的至少一种。
15. 权利要求11中所示的自支撑复合材料，其中所述颗粒包括合 成的绝缘颗粒。
16. 权利要求14中所示的自支撑复合材料，其中所述合成的绝缘 颗粒包括基于泡沫的产物和聚合物。
17. —种面板，其包含由分散的颗粒的基质和互相连接的菌丝体细胞的网络形成的自支撑复合材料，所述菌丝体细胞延伸通过和围绕所述分散的颗粒并且将所 述分散的颗粒结合在一起，所述复合材料具有至少一个具有预先确定的长度和小于所述长度的厚度的外表面；和 结合至所述外表面的饰面材料。17. 权利要求16中所示的面板，其中所述复合材料是矩形形状并 且所述饰面用纸制造。
18. 权利要求16中所示的面板，其中所述复合材料是矩形形状并 且所述饰面用定向结构创花板制造。
19. 权利要求16中所示的面板，其中所述复合材料是矩形形状， 其具有一对所述外表面且具有结合至每一个所述外表面的饰面材料。
20. —种面;^反，其包含由分散的颗粒的基质和互相连接的菌丝体细胞的网络形成的自支 撑复合材料，所述菌丝体细胞延伸通过和围绕所述分散的颗粒并且将所述分散的颗粒结合在一起，所述复合材料具有至少一个外表面；和表面连接的末端的墙元件。
21. —种包装，其包含 三维形状的物体；和以紧密配合的关系在其中包围所述物体的自支撑包装材料，所述包 装材料包含许多分散的颗粒和互相连接的菌丝体细胞的网络，所述菌丝 体细胞延伸通过和围绕所述分散的颗粒并且将所述分散的颗粒结合在 一起。
22. 权利要求21中所示的包装，其中所述包装材料的特征在于可 被破裂成分离的部分，从而允许从所述物体去除所述部分。
23. 权利要求21中所示的包装，其还包含丝带，所述丝带缠绕所 述物体并且延伸通过所述包装材料至所述包装材料的外表面，用于将所 述包装材料破裂成分离的部分，以从所述物体去除。
24. —种生长容器，其包括界定具有开放顶部的空腔的模具，其用于接受分散的颗粒的基质和营养物质和包含用于在所述基质中生长的预先选择的真菌的接种物； 用于安装在所述模具上以关闭其所述开放顶部的盖子；和 滤片，所述滤片被安装在所述盖子中，并且按照所述空腔的形状和体积进行裁剪和校准，从而允许二氧化碳从所述空腔内通过到达所述盖子外和允许氧气从所述盖子外通过进入所述空腔。
25.权利要求24中所示的生长容器，其还包含温度控制装置，所述温度控制装置包括用于调节所述空腔内的温度的围绕所述模具的管道的网络。
全文摘要
复合材料由分散的颗粒的基质和将分散的颗粒结合在一起的互相连接的菌丝体细胞(mycelia cell)的网络组成。复合材料通过用预先选择的真菌接种分散的颗粒的基质和营养物质来制备。真菌在足以生长菌丝并且允许菌丝形成互相连接的菌丝体细胞的网络的一段时间内消化营养物质，所述菌丝体细胞通过和围绕分散的颗粒从而将分散的颗粒结合在一起，从而形成自支撑复合材料。在另一个实施方案中，使真菌在基质外和容器(enclosure)内生长为子实体以完全填充容器，从而形成自支撑结构。
文档编号C12P1/02GK101627127SQ200780046320
公开日2010年1月13日 申请日期2007年12月13日 优先权日2006年12月15日
发明者B·L·斯沃赛, E·拜尔, G·麦克林泰尔 申请人:伦斯勒理工学院;生态创新设计有限责任公司