油菜秸秆与Ganoderma resinaceum菌丝体生物复合材料的湿热性能制备与测试

本研究旨在通过开发可与现有传统材料相媲美的菌丝体生物复合材料，将其引入建筑行业。我们关注材料的性能、耐久性和适用性。该实验方案填补了菌丝体生物复合材料在生产与测试过程中符合建筑行业标准的技术空白，重点在于获得可重复且均一的实验结果。

该材料在隔热性能方面表现出与传统建筑材料相当的性能，显示出良好的应用前景。下一步的挑战是解决其耐久性以及使用寿命结束后的管理问题。后者对于生物基建筑材料而言是一个全新的考量因素。

我们的研究重点将集中在菌丝体建筑材料上，未来还将拓展至纯菌丝体材料，探讨真菌物种的内在特性及其在菌丝体生物复合材料中的应用。我们同时也关注工业规模下的自动化生产。实验开始时，使用无菌接种环将一个已完全定植、直径为100毫米的灵芝（Ganoderma resinaceum）培养皿均分为四个相等的部分。

将两份定植的培养基转移至无菌的实验室匀浆杯中。向杯中加入50毫升麦芽提取物肉汤，并与琼脂上的菌丝混合。然后将接种后的肉汤混合物倒入含有经高压灭菌处理的纤维素和水的袋子中。

用手轻轻揉搓袋内物质两分钟，以确保混合均匀。现在将气候培养箱设置为30摄氏度和80%相对湿度，并将接种后的袋子转移至气候培养箱中培养五天。进行基质制备时，将一个空碗或桶放在天平上归零去皮。

然后将基质转移至桶中并记录其重量。接着，称取去离子水，其重量与基质的重量比为1.65比1。用手将基质和水充分混合。

使用混凝土搅拌机处理较大量的基质。然后将水合后的基质混合物放入可高压灭菌的袋子中。将袋子置于高压灭菌器中，在121摄氏度下运行25分钟的灭菌程序。

进行基质接种时，使用天平称取菌种，使其重量为基质与水总湿重的10%。将称好的菌种倒入装有灭菌基质的袋中。然后使用热封机或胶带将袋子密封，并轻轻摇晃或揉搓袋子两分钟，使菌种均匀分布。

进行成型时，先将模具放在天平上称重。用接种后的基质填满模具，并将其铺平以形成平整的表面。随后，用带孔的铝箔覆盖模具，并用胶带固定。

将装满并盖好的模具放入设定为25摄氏度和80%相对湿度的气候箱中，培养七天。培养约七天后，小心地将样品从模具中取出。将其置于设定为65摄氏度的烘箱中的烘焙纸上，干燥24小时，以吸收水分并防止粘连。

校准热流计软件后，将基本数据和试样描述输入软件中。根据需要设置上、下板温度。然后将基于菌丝体的复合材料样品放入热流计中，并关闭门。

选择先前完成的校准。然后单击左键勾选 2.1 千帕的加载设定点，并点击开始按钮以启动测试。为测量比热容，将基于菌丝体的复合材料样品放入热流计中，并牢固关闭门。

设置设定点表中指定的数值，并选择先前已完成的空载校准。左键单击以选中2.1千帕的负载设定点。

然后点击开始按钮。进行吸湿与解吸分析时，准备一个水盒，加入水至其高度的四分之一。使用三条塑料胶带将基于菌丝体的复合材料样品悬置于水面上方，且不与水接触。

然后使用游标卡尺测量样品。在0、0.5、1、2、4、8、24和48小时的指定时间点，将样品从水箱中取出，用天平称重，并迅速测量其尺寸，以尽量减少水分流失。

每次测量后，将样品放回水箱并盖上盖子。48小时后，将样品从水箱中取出，置于设定为25摄氏度和40%相对湿度的气候箱中。进行抗压强度测量时，按照标准程序使用游标卡尺测量基于菌丝体的复合材料样品的尺寸。

将样品放置在万能试验机中，使其位于下部压缩压板上方的中心位置。然后打开万能试验机，并启动操作软件以确保连接正常。在软件中，使用搜索工具查找 ISO 29469。

右键单击所列标准，然后按“编辑方法”继续。在万能试验机软件中按“开始实验”按钮以启动压缩测试。为处理新鲜样品，将其悬挂在水箱中，按前述方法放置 24 小时。

将未使用的潮湿样品转移至设定为50摄氏度并带有风扇通风的烘箱中，干燥12小时。为评估防水性能，取9毫升水加入1毫升蓝色染料，置于20毫升锥形瓶中，充分混合。然后使用细头毛毡笔，将基于菌丝体的复合材料样品表面均分为四个象限。

使用微量移液器量取100 µL染色水。在四个象限中的每个象限的平坦表面上各放置一滴。使用安装在三脚架上的相机，在与样品表面齐平的水平位置对准，拍摄每滴液滴的照片。

通过目视检查的样品表现出白色均匀表面，质地光滑，无变色或剥落现象，符合菌丝体基复合材料正常生长的预期外观。明显不合格的菌丝体基复合材料样品则显示出污染迹象，包括绿色、黑色、黄色和蓝色等多色斑块，以及质地不均、剥落或过度生长的区域。第三个劣质MBC示例表现为结构松散，可见秸秆颗粒，且菌丝体覆盖不完全。

样品的平均导热系数始终稳定在0.0367瓦特/米·开尔文，证实其具有良好的隔热性能。抗压强度在烘干后条件下最高，为24.99千帕，干燥状态下次之，为21.02千帕；在湿润条件下最低，为14.85千帕。