生物行移动版

主页 > 学术产业 > 生物产业

这家公司正在尝试制造可生物降解的氨纶替代品

“真正的循环必须从原材料开始。”—— Alexis Peña,Good Fibes联合创始人

从瑜伽裤到袜子,弹力面料无处不在。全球氨纶市场在2024年12月估值近80亿美元,预计未来十年每年增长2%至8%。然而,大多数弹力面料含有石油基纤维,会脱落微塑料,需要数百年才能分解,并且即使少量混入天然服装也会使其无法回收

Good Fibes的联合创始人Alexis Peña和Lauren Blake正在用实验室培养的弹性材料来解决这个问题。他们使用一类名为 “丝-弹性蛋白样蛋白” 的材料,试图创造可生物降解的纺织品。

分子乐高:将丝与弹性蛋白的优点结合

丝-弹性蛋白样蛋白是受丝蛋白弹性蛋白启发的仿生蛋白。丝蛋白的氨基酸序列(如甘氨酸-丙氨酸和甘氨酸-丝氨酸)赋予纤维强度,而弹性蛋白的分子结构则增添弹性。将这些分子像乐高积木一样组合,理论上就得到了一种理想的弹性纤维。

Good Fibes使用大肠杆菌(一种常见细菌)来生产这些蛋白质。过程包括将蛋白质转化为凝胶状物质,然后通过湿法纺丝制成纤维,再加工成非织造布或纱线以制造机织面料。联合创始人Blake指出,要生产一块测试面料,她需要至少一公斤(约两磅)的微生物材料。

规模化挑战与植物蛋白替代

规模化生产是主要障碍。生物材料专家Timothy McGee表示:“世界各地许多实验室和初创公司成功创造了具有惊人品质的重组蛋白,但他们往往难以将这些蛋白质转化为可用的纤维。”

日本生物材料公司Spiber在2022年开设了一家商业设施,利用其自2007年起开发的发酵工艺,从重组大肠杆菌蛋白生产纺织品。2023年,The North Face、Goldwin、Nanamica和Woolrich成为首批销售Spiber蛋白基纺织品服装的大众市场品牌。

Good Fibes希望为弹力面料做同样的事。Peña在2024年获得了20万美元的美国能源部资助,用于开始实验其纺织品的非织造版本。她设想一种更柔软、更有弹性、几乎像轻质毛毡的材料,并用这笔资金购买了公司的第一台3D生物打印机。McGee预测,非织造弹力面料可能是比机织更具可扩展性的选择,但其挑战在于:“他们需要展示的是,能以多大的尺寸和规模、成本如何,生产出什么水平的强度和韧性。”

Good Fibes已与至少一家大型运动服装零售商建立了关系,后者渴望测试他们未来的面料样品。Blake相信,Good Fibes将在两年内准备好商业化。

关键信息速览

 
 
技术/概念 解释
氨纶 (Spandex) 一种合成弹性纤维,由石油基聚合物制成,赋予服装高伸缩性,但难以生物降解
丝-弹性蛋白样蛋白 (SELP) 通过重组DNA技术制造的仿生蛋白质,结合了丝蛋白的强度与弹性蛋白的弹性
重组DNA技术 将不同来源的DNA片段组合成新序列的技术,使微生物(如大肠杆菌)能够产生目标蛋白质
湿法纺丝 一种纤维制造工艺,将聚合物溶液通过喷丝头挤入凝固浴中,形成固体纤维
非织造布 不经过传统纺织(纺纱、编织或针织)制成的片状或网状结构材料,由纤维直接物理或化学结合而成
3D生物打印机 能够沉积生物材料(如细胞、蛋白质凝胶)以构建三维结构的设备,可用于组织工程和新型材料研发

——本文基于 MIT Technology Review 的报道编译,介绍Good Fibes公司开发可生物降解弹力纤维的技术路径与挑战

(责任编辑:glia)