《随之而来的是Spiber:合成蛋白质如何编织材料的新时代》

  • 来源专题:人类遗传资源和特殊生物资源流失
  • 编译者: yanyf@mail.las.ac.cn
  • 发布时间:2019-06-24
  • 从地毯到衣服再到牙膏到圆珠笔,我们大多数人都没有意识到我们的日常生活中有多少是用石油制成的。然而,大多数人都认为我们需要结束对化石燃料经济及其对环境的负面影响的依赖。公司开始看到具有合法可持续性声明的品牌做得更好。更重要的是,向生物制造的转变正在创造新的生产效率,这将使这些公司在新的生物经济中更具竞争力。

    山形县的稻田是日本最大的创业公司Spiber,它正在悄悄地致力于实现可持续的新生物经济。每个Spiber的200多名团队成员 - 每个人都有自己的薪水 - 表达了一个热切的目标,即通过下一代可持续材料:蛋白质的创新,最大限度地发挥公司对社会的贡献。

    蛋白质是材料行业的改变者。它们是生物分子,对环境友好,并且在功能方面非常灵活 - 更不用说改善其天然生物功能或通过合成生物学结合新特性的潜力。

    然而,合成蛋白质材料目前面临一个重要问题:成本障碍,大约100美元/千克,主要是由于用于生产合成蛋白质的发酵过程的成本。为了推广材料的广泛采用,这些可持续材料的成本需要在每天每公斤20至30美元之间与天然丝绸或羊毛竞争,并且每公斤不到10美元才能与石化基材料竞争,如聚酯或尼龙。

    Spiber十二年的理解和掌握蛋白质的过程中,他们开发了内部尖端技术,使他们能够提高蛋白质设计和生产效率。他们的目标是将蛋白质发酵的生产成本降低一个数量级至每公斤10美元 - 与石化行业竞争。

    “我们过去几年的主要优先事项是,我们拥有将价格降至数十美元所需的技能,”Spiber研究员David Lips说。 “从这里开始,这将是推动世界各地采用的问题。”

    紧接着这种势头,去年11月底,Spiber宣布在泰国罗勇建造一座大规模生产工厂。合成蜘蛛丝的商业生产预计将于2021年开始,每年的生产能力为数百吨。随着这一扩展到海外的位置,Spiber旨在建立世界上最大的结构蛋白质发酵设施,这将使他们能够以具有竞争力的成本生产可持续的蛋白质材料。

    从消费品到机器人

    Spiber正在利用合成蜘蛛丝完成所有这一切 - 这种纤维在自然界中发现的强度是钢的340倍。蜘蛛丝也具有柔韧性和延展性,可以添加到各种现有聚合物中以增强和增强它们。 Spiber的合成纤维是Moon Parka的基础,Moon Parka是由The North Face Japan生产的户外夹克,也是在重组蛋白纤维标准生产线上生产的第一个原型。该公司还与汽车巨头雷克萨斯公司合作推出了Kinetic Seat概念车 - 座垫和靠背,旨在通过动力学对乘客的重量和车辆运动作出反应,以获得更舒适的体验 - 在2016年巴黎车展上展出。

    Spiber

    North Face Spiber Moon Parka是世界上第一个采用重组蜘蛛丝制造的标准大规模生产设备的原型。由于外部材料与黄金宝珠蜘蛛网的颜色相同,原型具有独特的光泽,并且不依赖于石油作为原材料而生产。图片由Spiber提供。

    但这只是开始。 Spiber最初的目标行业是服装和汽车,每个行业都有数万亿美元的市场,但一旦合成蜘蛛丝被服装和汽车行业广泛采用,Spiber预计其他市场将很快跟进 - 医疗器械,建筑等市场体育,航空航天,家具和机器人。

    “我们能够创造出超越纺织品的材料,如硬质树脂和类似塑料的材料”,Lips说。

    打入如此广泛的利基市场似乎雄心勃勃,但Spiber在实现这样一个崇高目标方面具有独特的优势。合成蜘蛛丝的多样化实施使Spiber团队有机会与各种工艺密切互动,获得专业知识,将合成蜘蛛丝蛋白转化为一系列材料。

    “将我们视为纺纱这些蛋白质材料并将其加工成各种材料的世界专家,”Lips说。未来将使用的各种材料,与制造业中的金属或玻璃无处不在。今天,该行业依赖石油。通过将蛋白质转移到可与石化行业相媲美的成本和效用支架,Spiber正在带头将石油消费品转变为下一代更环保的产品。

    创造更绿色的未来

    “蛋白质材料可以取代目前生产的许多材料,而这些材料并不一定对地球有益。”Lips说,“Spiber总是传达其使命,以最大限度地发挥其对社会的贡献。”

    考虑到更大的好处,可持续性一直是Spiber在他们迄今为止所做的一切中的主题 - 并且它将继续存在于未来,因为这是推动其产品需求的最强因素之一。环境责任在于Spiber的核心,通过决定发展议程和采用创新来推动消费者的决策和提高对政治的认识,同时对生物经济产生影响。

    Spiber的合成蜘蛛丝线,可纺成可生产服装,汽车配件和其他产品的材料。 图片由Spiber提供。

    “由于环境原因,许多公司都在努力做得更好,[并且]我认为这是他们希望与我们合作的重要原因之一”Spiber营销部门的Ayana Nakajima说道。 Lips补充说:“使用这些可以替代化学来源材料的发酵蛋白质材料,甚至可以改善它们,这对很多公司来说都很有意思。”

    毕竟,世界需要更多具有环保意识的公司和产品,并且像Spiber这样的公司为这样看起来奠定了基础,可以肯定的是,在几年内市场上只有那些有助于 绿色的未来。

    ——文章发布于2019年6月11日

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