在法国，咖啡是广受欢迎的热饮，近八成法国人每日都有喝咖啡的习惯，平均下来，每个法国人每年要消费 5.4 公斤咖啡。如此庞大的消费量背后，是大量被丢弃的咖啡渣。如何让这些咖啡渣变废为宝，实现有价值的回收利用呢？华盛顿大学工程学博士生丹丽・罗从日常使用咖啡机的过程中发现了科学契机，并和同事们研发出一种 3D 打印咖啡渣的方法，赋予了咖啡渣全新的形态，为塑料找到了一种生态友好的替代品。

No.1真菌菌丝体助力，咖啡渣变身可堆肥包装材料

咖啡豆中仅有 30% 可溶于水，而许多冲泡方式实际提取的咖啡豆成分更少。以美国为例，美国人一年消耗 16 亿磅咖啡，其中超过 11 亿磅咖啡渣在冲泡后被倒入堆肥箱或垃圾桶。

华盛顿大学以人为本的设计和工程博士生罗丹丽，看着自家浓缩咖啡机产生的大量咖啡渣，从中捕捉到了新的可能。咖啡富含营养，且在冲泡过程中经过了消毒，是培育真菌的理想材料。真菌在发育成蘑菇之前，会形成一层 “菌丝体皮肤”。这层白色的 “根系” 能够将松散的物质紧密结合在一起，形成一种既坚韧又防水、还十分轻便的材料。

罗丹丽与华盛顿大学的团队共同开发了一套全新系统，先把咖啡渣制成糊状物，再用其 3D 打印各类物品，如包装材料、花瓶碎片、小雕像等。他们在糊状物中接入灵芝孢子，随着灵芝孢子生长，会在物体表面形成菌丝体皮肤。这层表皮不仅能将咖啡渣（即便打印成复杂形状）转变为有弹性、完全可堆肥的塑料替代品，在处理复杂设计时，菌丝体还能把单独打印的部件融合成一个完整物体。

1 月 23 日，该团队在《3D 打印和增材制造》期刊上发表了这一研究成果。

罗丹丽表示：“我们对为小企业主这类生产小批量产品的人创建系统特别感兴趣。比如，小型精致玻璃器皿在运输时需要有弹性的包装，我们一直在研究新的材料配方，希望能用更环保的材料替代聚苯乙烯泡沫塑料，并且这种材料能便于定制，满足小规模生产需求。”

No.2创新材料配方与打印系统，探索多元应用

为制作名为 “Mycofluid” 的糊状物，罗丹丽将用过的咖啡渣与糙米粉、灵芝孢子、黄原胶（常见于冰淇淋和沙拉酱中的食品粘合剂）以及水混合。此外，她还为华盛顿大学 Machine Agency 实验室设计的 Jubilee 3D 打印机打造了新的打印头。新的打印机系统最多可容纳一升浆料。

该团队用 Mycofluid 打印了多种物品，包括小玻璃杯的包装、三个花瓶、摩艾石像的两半以及一个蝴蝶形状的两件式 “棺材” 。打印完成后，这些物品被放在塑料桶中静置 10 天，在此期间，菌丝体在糊状物周围形成一层外壳。像雕像和花瓶的各个部分，也在菌丝体的作用下融合为一体。

这一过程和自制蘑菇套件的原理相似：保持菌丝体湿润，让它从营养丰富的材料中生长。如果物品在桶中放置更久，会有真正的蘑菇从其中长出，但研究人员会在白色菌丝体表皮形成后取出物品，接着将其干燥 24 小时，阻止蘑菇进一步生长。

最终得到的材料比聚苯乙烯泡沫塑料重，密度更接近纸板或木炭。与水接触一小时后，它仅吸收 7% 的自身重量的水分，干燥后能恢复至接近初始重量，且形状保持不变。其坚固程度和韧性与聚苯乙烯及制造聚苯乙烯泡沫塑料的发泡聚苯乙烯泡沫塑料相当。

虽然团队没有专门测试这种材料的可堆肥性，但组成它的所有成分都是可堆肥的（实际上，部分成分甚至可食用，只是口感欠佳）。

由于 Mycofluid 对废咖啡渣的均匀度要求较高，目前难以大规模应用。不过，团队对其他可制成类似生物糊状物的回收材料很感兴趣。

罗丹丽提到：“我们希望将这种方法拓展到其他生物衍生材料，比如其他类型的食物垃圾。我们想广泛推动这种灵活的材料发展，而不仅仅是为塑料垃圾问题提供单一解决方案。”