真菌微絲結構啟發：新一代工程材料的設計藍圖

真菌已在地球上存活數百萬年，透過漫長的演化過程不斷精進生存本領。如今，美國賓漢頓大學的研究團隊正深入研究真菌細胞結構，試圖破解其力學特性背後的奧秘，進而開發出更優異的工程材料。

研究團隊近期在《先進工程材料》期刊發表論文，針對蘑菇等真菌體內形成的網狀結構——菌絲進行剖析。這些微米級的絲狀體透過纏繞與分支的獨特排列方式，決定了真菌面對各種機械應力時的反應機制。

研究特別對比兩種特性迥異的菇類：常見的洋菇僅具單一菌絲型別，生長方向隨機；而舞菇則擁有兩種菌絲，會朝向陽光與濕氣來源定向生長。團隊運用掃描式電子顯微鏡成像技術分析細胞結構，並透過力學測試計算其承載應力。

該研究第一作者、賓漢頓大學機械工程博士候選人莫哈默德表示：「我們首先建立有限元素模型作為計算框架，接著進行力學特性測試與分析。」團隊採用3D Voronoi鑲嵌技術作為建模基礎，這種演演算法能精準模擬真菌的微觀結構。

助理教授拉札維指出，近年AI技術突破讓逆向設計成為可能：「透過深度學習模型，我們能運算出上萬種菌絲的排列組合。這在傳統研究方法中是難以想像的突破。」

團隊下一步將透過3D列印技術實體化預測結構，並進行系列驗證測試。這項研究未來可望應用於建築、航太等領域，開發出更具韌性的工程材料。拉札維強調：「大自然的智慧遠超我們想像，這只是仿生材料研究的起點。」

該研究由賓漢頓大學與加州大學美熹德分校合作完成，相關成果已發表於頂尖材料科學期刊。

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