表面真菌模型用于研究Fusarium solani在建筑材料上的生长及非热等离子体灭菌

为什么潮湿发霉的墙面重要

我们大多数人把墙面和天花板上的霉斑看作难看的滋扰，但它同时也悄无声息地威胁着室内空气质量和建筑结构的强度。本研究聚焦于一种棘手的霉菌——Fusarium solani，并提出两个实用问题：它在常见墙体材料上扩展的速度如何？一种名为非热等离子体的温和电力处理能否在不使用强烈化学品的情况下阻止它？这些答案可能改变我们在漏水、洪水或长期潮湿后预防和清理霉变的做法。

常见墙板的显微观察

研究者聚焦于两种广泛使用的建筑产品：石膏板（带纸面）和用作隔热材料的木质纤维板。在理想且完全清洁的条件下，他们发现即便有水分，F. solani在任一材料上几乎不生长。然而在真实建筑环境中，灰尘和其他污物会提供额外营养，因此团队通过将板材放在富含养分的凝胶上来模拟这种从下方缓慢供给的情况。随后他们在表面接种已知数量的孢子，于5 °C至40 °C的温度下孵育，定期拍照并用图像分析测量每种板材随时间被覆盖的面积。

基于数学的霉变扩展图景

为了把这些延时摄影转化为有意义的结论，团队使用了“Myco-surface”模型——一种简单的S形生长曲线，用以追踪霉菌扩展的速度以及达到表面半覆盖所需的时间。通过将这条曲线拟合到数据中，他们为每种材料和温度提取了两个关键数值：生长速率和生长延迟。随后他们用平滑的数学函数描述这两个数值如何随温度变化，从而可以预测未直接测试温度下的霉菌行为。结果是一组简明的参数，可代入模型以预测F. solani在不同室内气候条件下侵占石膏板或纤维板的速度。

哪种墙材更容易发霉？

石膏板与纤维板的对比结果令人印象深刻。石膏板支持的霉菌扩展明显更快：在相近温度下，生长速率更高，生长延迟也远短于纤维板。作者指出，石膏板的纸面和基于淀粉的添加剂，加上接近中性的pH，为F. solani提供了一种“自助餐”，该霉菌具备分解纤维素及相关化合物的酶。相比之下，纤维板含有更多复杂的木质成分如木质素，且潮湿时往往更偏酸性，这些条件对该霉菌不太有利。有趣的是，两种材料的生长“最佳温区”均集中在高20摄氏度至约30摄氏度附近，这意味着表面类型主要改变的是霉菌生长的速度，而不是其最适生长温度。

用冷等离子体阻止霉菌

研究的第二部分探讨了非热等离子体（NTP）——一种温和的室温电离气体，会产生可杀灭微生物的活性物质，同时不会加热或留下化学残留。团队测试了两种NTP来源：一台功率较强的扩散共面表面电晕放电装置和一台功率较弱的手持式电晕设备。他们在接种后不同时间点（从立即到三天后）对接种的板材进行为期十分钟的照射，然后像之前一样监测生长情况。在木质纤维板上，高功率装置在所有测试阶段完全阻止了F. solani，未观察到可测量的生长。在石膏板上，高功率装置能完全阻止新接种的孢子，但当霉菌已建立时，主要通过延长可见扩展前的延迟来减缓其蔓延。低功率设备的效果较温和，能明显改变生长行为，但仅在最早期阶段实现完全抑制。

对建筑的意义

对非专业读者而言，结论有两点。首先，在所研究的两种材料中，石膏板对F. solani更为友好，尤其在温暖的室温下，而新模型提供了一种预测污染升级速度的方法。其次，非热等离子体作为一种清洁、无化学残留的霉菌控制手段显示出真实潜力，尤其在早期使用且对更易处理的基材如纤维板上效果更佳。尽管这项工作只关注一种霉菌和两种材料，但它为更智能的霉菌风险预测和更温和的修复方法奠定了基础，有助于保护室内空气质量和建筑的长期健康。

引用: Lokajová, E., Jirešová, J., Zdeňková, K. et al. Myco-surface model for Fusarium solani growth and non-thermal plasma decontamination on building materials. Sci Rep 16, 8344 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38339-4

关键词: 室内霉菌, 建筑材料, 非热等离子体, Fusarium solani, 石膏板和纤维板