对可持续建筑材料日益增长的需求，激发了人们对生物基复合材料的兴趣。这类材料不仅环境足迹低，还具备更优的热性能。澳大利亚斯威本科技大学的研究人员利用在深层发酵条件下培养的黄青霉，成功以回收床垫废料为原料，制备出一种菌丝体基保温材料。

研究人员将聚氨酯泡沫碎片掺入真菌生长基质中，获得了结构致密、热稳定性与保温性能优异的生物基复合材料。通过扫描电子显微镜-能量色散光谱、热重分析、傅里叶变换红外光谱和X射线衍射等综合物化分析发现，真菌降解聚氨酯基质的过程促进了碳酸钙的形成。这一生物矿化作用由氨基甲酸酯键酶解释放的二氧化碳驱动，显著提升了材料的热稳定性。基于粗切床垫废料的最稳定配方在997°C时仍保持93±5%的重量，在1000°C时仍保持90±5%的重量，性能远超玻璃棉等传统保温材料。该菌丝体-床垫复合材料的热导率为0.048±0.002 W/m·K，与常见保温材料相当甚至更优，同时还具备利用消费后废弃物的环保优势。

这些发现表明，通过真菌生物加工与生物矿化作用，能够生产出高性能、防火且环境可持续的保温材料，为循环经济提供了新的可能。

**研究概述**

向循环经济转型对于应对资源消耗与环境挑战至关重要。这一转型有助于降低资源开采率、能源消耗、排放和垃圾填埋量。近年来，政府与产业界积极推动消费后产品的循环利用，例如废弃床垫，但其回收仍面临巨大挑战。为实现《2024年澳大利亚国家废弃物政策行动计划》设定的2030年资源回收率目标，床垫行业必须找到可持续的回收路径。澳大利亚每年产生约180万张废旧床垫，目前仅60%进入正规回收渠道，其余大多被填埋或焚烧。现有工艺可回收钢制弹簧和部分聚氨酯泡沫，但总体材料回收率仅为44%至64%，意味着高达56%的床垫未能得到有效回收。床垫包含聚酯纤维、乳胶、棉花、聚氨酯泡沫、钢制弹簧和木材等多种材料，其异质性使得人工与机械分离困难，降低了回收效率。成功的床垫闭环回收需依靠高效的收集系统、稳定的原料供应、明确的市场需求以及可靠的回收材料质量。尽管回收力度不断加大，仍有大量床垫部件未被利用，急需开发新的增值途径，将这些异质废弃物转化为功能性产品。

传统的机械、化学和热回收方法在处理混合聚合物与纺织品时存在局限，往往只能得到低价值或高能耗产物。生物技术回收，尤其是利用真菌，为分解床垫成分提供了新思路，同时还能制备具有附加功能的生物基复合材料。随着绿色工艺的发展，适用于床垫废弃物中聚合物生物降解的环保方法不断涌现。研究表明，真菌在聚氨酯废弃物定殖方面通常优于细菌，垃圾填埋场样本中真菌含量也更高。多种真菌能以聚氨酯为唯一碳源和能源进行生长繁殖，尽管降解速率因材料组成而异。与细菌相比，真菌还能向环境释放多种水解酶，且无需将酶与细胞膜结合，这对聚氨酯的生物降解更为有利。真菌菌丝体可作为天然粘合剂，增强其他组分，形成结构性能更优的复合材料。这一双重功能既有助于减少废弃物，也能推动可持续材料的开发。尤其重要的是，此类菌丝基复合材料表现出良好的阻燃性。真菌细胞壁中的几丁质在高温下有助于形成保护性炭化层，起到热屏障作用。通过对菌丝体进行碱处理，可将几丁质转化为壳聚糖并提高脱乙酰度，进一步促进燃烧过程中形成稳定的碳化层。

在本研究中，研究人员利用黄青霉将床垫废料生物转化为菌丝体基复合材料，旨在开发一种可持续的保温材料。