早年间丘吉尔就曾预言：「50 年后，我们将在试管中培育鸡胸肉。」这一梦想直到 2013 年才由荷兰马斯特里赫特大学的马克 · 波斯特团队实现世界第一块培养牛肉汉堡。
如今，南京农业大学的周光宏院士团队和武汉纺织大学的徐卫林院士团队，分别在培养肉和「自生长纤维」领域给出了中国答案。周光宏团队实现了 2000 升生物反应器的规模化生产，让细胞培养猪肉从实验室走向中试，通过提取猪干细胞→体外增殖→3D 打印复刻雪花纹理，7天就能产出真猪肉。武汉纺织大学团队则利用细菌发酵，「种」出了能变色的细菌纤维素，并计划 7 天内直接「长」出成衣。它们共同指向一个趋势：用生物生长与组装，替代传统的化学合成与养殖宰杀。
最新进展
之前，徐卫林院士团队为嫦娥六号研制了「石头版」五星红旗。
图注：「石头版」五星红旗（武汉纺织大学官网）
而现阶段，团队利用产纤细菌，成功「种出」全球首件细菌纤维素成衣。传统棉花从播种到纺布要在地里长小半年，这件细菌衣从喂糖水到成布最快五天出料，效率直接碾压十五倍。团队用这种面料做的旗袍拿下了全国创意设计大赛金奖！
图注：徐卫林院士团队成员利用生物面料制成的小旗袍（湖北日报）
如何让碳纤维拥有不褪色的色彩？徐卫林团队从孔雀羽毛中找到了答案。他们用葡萄糖溶液在碳纤维表面「种」出碳纳米球，通过控制葡萄糖浓度（4-17 g/70 mL），精准调控碳球直径（212-350 nm），利用米氏散射效应生成五种颜色（Nature Communications 2024 年 3 月 4 日），通过碳球与碳纤维在高温高压下形成共价键结合，能承受 50kPa 压力摩擦 30 次、酸洗 2 小时、强光辐照 60 分钟而不褪色。
在此基础上，该团队进一步拓展了生物制造的边界。他们利用木葡糖酸醋杆菌静态发酵，在培养液中加入光致变色染料，让细菌纤维素在生长过程中自动包裹染料颗粒，形成三维纳米网络结构（Small 2024 年 2 月 28 日）。其可在紫外照射下 1 分钟内从象牙白变为靛蓝色，可见光下 2 分钟即可恢复，且能稳定循环 30 次而不衰减。
不同于纺织领域，周光宏团队在猪肉领域的研究同样取得了突破性进展，其核心挑战在于解决细胞扩增过程中的衰老问题。早在 2017 年，团队便建立了基于 CD31/CD45/CD56/CD29 的流式分选方案，成功从猪肌肉中分离出纯度约 85% 的肌肉干细胞（Cell Death Discovery 2017 年 4 月 10 日）。经过多年攻关，该团队于 2019 年成功研制出中国第一块细胞培养肉（重达 5 克），实现了该领域从 0 到 1 的突破。针对无机高性能纤维表面惰性难题，系统总结了「干湿」活化与沉积策略，实现从反射到吸收的高效电磁屏蔽，为极端环境多功能材料指明方向 (Nano-Micro Letters 2026 年 1 月 30 日)。
图注：国内第一块细胞培养肉（南京农业大学）
有了高质量的种子细胞，下一步是如何让它们长成真正的肌肉组织。 受天然肌纤维结构启发，团队开发了同轴微流控技术，制备出「芯-壳」结构的微纤维（Chemical Engineering Journal 2023 年 11 月 9 日）。培养 9 天后，微纤维中的细胞不仅高度定向排列，还在猪源细胞中出现了自发收缩现象。通过 3D 打印将微纤维堆叠组装，最终培养肉在质地、蛋白质组成和氨基酸谱上与天然猪肉高度相似。
在实验室技术成熟的基础上，团队于 2025 年向产业化迈进了一大步。 通过进一步优化标志物组合，可一次性分选出高纯度的肌肉干细胞、平滑肌细胞和纤维脂肪祖细胞（Food Materials Research 2025 年 2 月 28 日），并建成国内规模最大的细胞培养肉中试工厂，完成全球首次 2000 升生物反应器规模化试生产，具备年产 10 至 50 吨的产能。利用海藻酸钠协同 3D 打印与冷冻诱导，成功构建了真菌蛋白基仿制肉的纤维结构。0.6-0.8% 海藻酸钠可优化油墨性能，通过挤出定向与冰模板效应，实现了高度逼真的肌肉纤维模拟（Food Hydrocolloids 2026 年 1 月 5 日）。
图注：细胞培养肉中试工厂团队成员合影（南京农业大学）
结语
两条路线形成有趣的呼应：碳纤维研究用葡萄糖在惰性表面「生长」出功能微球，培养肉研究用微流控将活细胞「组装」成仿生组织。两者都放弃了传统思路，转向原位构建 —— 让功能材料在基底上自发生长，让细胞在设计的微环境中自发组织。
过去高端生物制造面料技术被日本、美国巨头把持，一张细菌纤维素的配方就要价上千万。欧美专家曾放话：中国想用细菌织布，再等二十年。而武汉纺织大学徐卫林院士团队直接改写了人类几千年的穿衣规则。
当前研究仍存局限：碳纤维结构色和细菌纤维素尚处实验室阶段，面临规模化生产瓶颈；培养肉虽实现2000升试产，但培养基成本和肉品精细结构仿真仍是挑战。与既往工作对比，周光宏团队已从5克培养肉突破至2000升量产并实现肌肉细胞自发收缩，而纺织领域徐卫林团队也从单一结构色拓展至光致变色细菌纤维素，丰富了生物制造路径。未来临床转化面临障碍：细胞培养肉需通过食品安全评估和监管审批，消费者对“试管肉”的接受度仍需市场检验；结构色纤维和细菌纤维素则需在纺织企业完成中试放大与工艺匹配。对本土实验室的启示在于，不喊口号，而要点出可复用的方法论——用廉价原料与朴素工艺做原创，从天然结构中提取设计原理，建立全链条验证能力，这才是资源有限条件下的突围路径。
参考文献：
1.https://www.scientificamerican.com/article/test-tube-burger-lab-culture/
2.Zhou, S., Zhang, C., Fu, Z. et al. Color construction of multi-colored carbon fibers using glucose. Nat Commun 15, 1979 (2024).
3.J.Li, Y.Liu, W.Xu, Scalable, Green, Flexible Photochromic Bacterial Cellulose for Multicolor Switching, Photo-patterning, and Daily Sunlight UV Monitoring. Small2024.
4.Ding, S., Wang, F., Liu, Y. et al. Characterization and isolation of highly purified porcine satellite cells. Cell Death Discov. 3, 17003 (2017).
5.Hu Z, Liu Z, Zhou G. 2025. Isolation and purification of different high-purity cell populations from pig muscle tissue. Food Materials Research.
6.Ding X, Zhou GH. Microfluidic generation of bioinspired core–shell structured microfibers for cultured meat. Chemical Engineering Journal.
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