康奈尔大学科学家正通过研究植物细胞壁力学机制，探索利用生物生长技术开发可生物降解材料的新路径。该项研究聚焦模式植物拟南芥，旨在解析细胞壁在生长过程中的机械特性，为未来开发由植物直接成型的环保材料奠定基础。

工程生物材料研究所(ELMI)博士后研究员、论文第一作者Si Chen表示：“通过理解与植物发育相关的细胞壁力学，我们未来或能设计出按特定形状和尺寸生长的植物材料，例如由植物自身形成的可生物降解包装物。”该跨学科研究所成立三年来，汇聚了生物学家、工程师和建筑师，共同研发源于植物、真菌及细菌的新型功能性可持续材料。

研究重点集中于植物初生细胞壁在生长阶段的力学行为，包括其伸展回弹特性、塑性变形机制以及拉伸变薄等现象。通过创新实验设计，团队量化了拉伸细胞壁所需力度及其厚度变化关系。资深作者Adrienne Roeder教授指出：“若能在植物生长阶段调控其形态形成过程，或在次生细胞壁硬化前塑造基于外层结构的坚固物质。”

研究还通过“螺旋2”拟南芥突变体分析了细胞壁物质沉积对生长形态的影响，并构建机械模型模拟纤维素纤维的网络行为。Roeder补充强调：“模型中的梁式连接机制至关重要，这提示未来材料设计需重点关注微观连接点的特性调控。”

这项发表于《自然通讯》的研究不仅推进了植物生物学与机械工程的学科融合，也为开发具有环境感知能力的生物材料提供了理论支撑。

更多信息： Si Chen 等，植物细胞壁的纤维网络特性使其能够调控发育机制，《自然通讯》(2025)。期刊信息： 《自然通讯》