[发明专利]用于生产生长性材料的方法和由其制造的产物

说明书

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机绝缘体(organicinsulation)、有机包装(organic packaging)、有机冷却器(organiccooler)、有机花盆(organic plant pot)等的方法。

发明背景

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(associatedcost)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 uselifespan)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。壳多糖已以纯化的物质的形式用于多种工业。这些用途包括：水的纯化、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、更具成本效益地和更快地产生并且还可比许多合成方法更有效和更具成本效益地产生。

存在用于培养用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，mycelium)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(bulkingagent)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干燥以除去任何残留的水，从而防止菌丝的进一步生长。