活体菌丝执行器兼顾高韧性与一年休眠再生，并把湿度波动转成电信号

学术圈重大事件 · 发布 2026-08-13T18:40:00+08:00 · 更新 2026-08-13T18:39:16+08:00

核心结论

Nature Communications 8 月 12 日报告一种经定制浸解制成的活体菌丝材料。其拉伸性能可在 11%—349% 伸长率和 0.1—18.0 MJ·m⁻³ 韧性范围调节，论文称为柔性菌丝材料中的最高水平组合；Janus 结构依靠非对称吸湿力学和熵驱动重组产生可编程湿度形变。材料保持生命功能，可在一年内经历可逆休眠—再生、更新性能并继承 Janus 结构，还能将环境湿度变化转换为可量化电信号。

Nature Communications 8 月 12 日上线活体菌丝材料研究。把生命体的自我更新和环境响应嵌入结构材料，常会牺牲机械稳定性：保留生长能力的生物组织容易柔弱、批次差异大，而经过强加工获得强度后又可能失去活性。团队提出“定制浸解”策略，在重塑菌丝网络的同时保留可休眠和再生的生命功能，并把湿度响应编程进材料结构。

研究得到的材料拉伸性能可在 11% 到 349% 伸长率、0.1 到 18.0 MJ·m⁻³ 韧性之间调节。作者称这一范围达到柔性菌丝材料中的最高水平。通过从微观结构到分子层面的表征，团队把 Janus 菌丝浸解物的吸湿变形归因于两侧不对称的湿度力学响应和熵驱动重组：当环境湿度改变，两侧膨胀与内部链段重排不同，从而产生可预测弯曲或驱动。

更特别的是，材料没有在加工后完全“死亡”。论文报告其在一年尺度上可经历可逆休眠—再生循环，Janus 结构能在再生中继承，性能也可自我更新。团队还把湿度引起的变化转换为可量化电信号，展示其作为生物混合环境传感器、柔性执行器或交互平台的潜力。相较一次性聚合物，能休眠储存、受控恢复并更新功能的材料可能降低更换频率。

不过，生命性也带来工程负担。菌株遗传漂移、污染、营养需求、孢子释放、生物安全和不同温湿度下的批次一致性，都可能影响器件认证；349% 伸长率与高韧性也不一定在同一配方、同一工作点同时达到。论文演示不能替代成千上万次循环、复杂户外环境和标准制造测试。下一步需公开寿命与循环数据，比较灭活材料和活体材料的真实优势，并建立封装、可控终止与废弃处置方案。

信息来源

• Nature Communications 论文页
• DOI

可信度说明

来源为 8 月 12 日发表于 Nature Communications 的同行评议论文，原始页面可核验伸长率、韧性、一年休眠—再生、Janus 结构继承及湿度电信号演示；页面与 DOI 均可访问。结果是实验室材料与原型，标题中的自我更新不能外推为无限寿命，规模生产、污染控制和长期器件循环尚无充分证据。

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