紡織循環(huán)材料平臺(tái)：小企業(yè)創(chuàng)新研發(fā)出適合全球紡織業(yè)的大項(xiàng)目

文/戎瓏

當(dāng)美國國防部(DoD)決定對天然材料功能的科學(xué)研究提供資金支持時(shí)，如何創(chuàng)建新型的循環(huán)經(jīng)濟(jì)基石即成為重中之重，因?yàn)檫@一最實(shí)用最有前途的領(lǐng)域竟然處于一片空白。經(jīng)過一段時(shí)間的研究，美國纖維企業(yè)很快就意識(shí)到，他們必須脫穎而出，否則機(jī)會(huì)稍縱即逝。其中佼佼者之一是天然纖維接縫公司（Natural Fiber Welding Inc.），他們從DoD的研究項(xiàng)目中應(yīng)運(yùn)而生，并成為其技術(shù)平臺(tái)，在給軍方服務(wù)的同時(shí)也一舉兩得，利用了豐富的資源與天然材料為人們帶來更優(yōu)質(zhì)的生活，促使公司迅速發(fā)展壯大。

從顛覆現(xiàn)狀的激情開始

由于有了項(xiàng)目和資金，該公司創(chuàng)始人，主管研發(fā)的博士盧克·哈弗哈爾斯?jié)M懷顛覆現(xiàn)狀的激情，在自己研究期間發(fā)現(xiàn)了如何了解和利用天然材料的屬性，這引領(lǐng)他走上了開發(fā)紡織業(yè)新制造技術(shù)的道路，即利用廣泛可取的天然材料，如絲綢和大麻，替代不可生物降解的人造塑料。在制造這些塑料替代品的同時(shí)，該公司擴(kuò)展生物和化學(xué)品的范圍。2019年年初，他們迅速確立一個(gè)項(xiàng)目，稱其為“時(shí)尚促進(jìn)良好規(guī)模方案”，即以研究項(xiàng)目為基礎(chǔ)，力爭沖破時(shí)尚的局限。

盧克博士于2015年創(chuàng)辦天然纖維接縫公司，這是一家僅有20余員工的后起之秀。以提升制造和研發(fā)能力為主要方向，包括盧克在內(nèi)的幾位團(tuán)隊(duì)成員對可持續(xù)農(nóng)業(yè)有著深厚的基礎(chǔ)和廣泛的知識(shí)。這是企業(yè)文化的一大關(guān)鍵，他們將公司直接定位于創(chuàng)新技術(shù)，但保持的卻是一種堅(jiān)定不移、勢在必得的決心，重視能力和行動(dòng)力。正是這種決心讓盧克、首席運(yùn)營官史蒂夫·茲卡、首席技術(shù)官亞倫·阿姆斯圖茨和營銷及商業(yè)總監(jiān)查德·斯坦普爾攜手打造出一個(gè)革命性的制造平臺(tái)。

他們之所以落腳于皮奧里亞市，原因是，這里原本是美國中西部的創(chuàng)新中心，卻鮮為業(yè)內(nèi)人知。這座城市有著深厚的制造業(yè)根基，當(dāng)?shù)卣С殖鮿?chuàng)企業(yè)，特別是那些能夠處理全球性問題的企業(yè)。這是有利于天然纖維接縫公司發(fā)展的最理想環(huán)境。斯坦普爾的創(chuàng)業(yè)和商業(yè)背景幫助該公司在新材料創(chuàng)新企業(yè)中找到了自己的定位。

該公司很快開發(fā)出可伸縮的制造平臺(tái)，在完全消除全球?qū)κ椭圃觳牧弦蕾嚨那疤嵯拢ㄟ^使用低成本的植物纖維和其他天然材料制造高性能的材料。在盧克、茲卡、斯坦普爾和阿姆斯圖茨的領(lǐng)導(dǎo)下，該公司很快得益于化學(xué)、材料科學(xué)、工程、商業(yè)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)讓等多方面的經(jīng)驗(yàn)。他們的愿景和使命完全一致，即通過創(chuàng)新革命性的性能材料，可持續(xù)地使用具有成本效益的天然材料，減少對以石油為基礎(chǔ)的合成材料的依賴。

盧克博士解釋說，天然材料長期以來一直以其可持續(xù)性而聞名，但以前它們的實(shí)用性和可制造性都有局限。歷經(jīng)幾年的研發(fā)，該公司已獲得可伸縮工藝的專利，以其他任何技術(shù)都無法實(shí)現(xiàn)的方式加工天然材料。這為全世界可再生能源的使用提供了更多的動(dòng)力，而這在以前是無法實(shí)現(xiàn)的。由此工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品屬于自然衍生，并以可觀的規(guī)模滿足甚至超越石油基合成材料的性能，這才是真正的創(chuàng)新的可持續(xù)性。

巨大的創(chuàng)新潛力

盧克應(yīng)用他獨(dú)有的專業(yè)化學(xué)知識(shí)，將與自然為伴的目標(biāo)注入公司核心。據(jù)該公司稱，所設(shè)計(jì)的技術(shù)充分利用了棉花和羊毛等合成材料的屬性。這樣做無需打破或改造整個(gè)大自然原本的杰作。公司專注于全球數(shù)億噸可用的原始和回收棉纖維制造原本“不可能”的產(chǎn)品。

所謂的天然纖維接縫技術(shù)是一種專有的閉環(huán)化學(xué)工藝，它賦予纖維物理變化。本質(zhì)安全的化學(xué)物質(zhì)用于在分子水平上打開纖維并將其融合。在整個(gè)過程中，所有化學(xué)物質(zhì)都能不斷回收和再利用，這使閉環(huán)過程極其高效。最終將斷裂的零碎的雜亂纖維“粘合”在一起，而無需實(shí)際使用任何膠水或樹脂。這意味著復(fù)雜的復(fù)合材料可快速有效地重組。以這種方式連接天然纖維，可創(chuàng)造出前所未有的獨(dú)有結(jié)構(gòu)；這是超越生物學(xué)，甚至超越合成生物學(xué)的新方式。這類經(jīng)連接天然纖維的工藝可調(diào)整，棉織物性能特征和功能可由此實(shí)現(xiàn)精確控制。通過將再生棉制成的高性能織物代替人造織物，該技術(shù)平臺(tái)可解決塑料微纖維導(dǎo)致的污染問題。用維持天然材料制造保證纖維在使用結(jié)束時(shí)能獲得無害降解。

這項(xiàng)技術(shù)可大規(guī)模實(shí)現(xiàn)各種過去無法實(shí)現(xiàn)的功能。將不利的單位經(jīng)濟(jì)效應(yīng)轉(zhuǎn)化為有利，讓新技術(shù)擴(kuò)展開來。由此，該公司開始與其他紡織公司合作，將天然纖維連接工藝普及開來，同時(shí)研發(fā)前所未有的新奢侈品類。

隨著世界各地業(yè)界努力消除將紡織垃圾送入垃圾填埋場和焚燒爐的趨勢來臨，業(yè)界面臨如何讓再生纖維提升長度和強(qiáng)度的挑戰(zhàn)，只要這兩種必要的品質(zhì)獲得提升，那么回收材料即能成為另一條可行的生產(chǎn)渠道。迄今為止，這一挑戰(zhàn)對天然纖維尤其嚴(yán)峻。

在傳統(tǒng)選擇很少且有許多限制的市場中，該公司提供了這一優(yōu)質(zhì)的再生天然纖維選擇。這項(xiàng)技術(shù)為一種全新的優(yōu)質(zhì)再生紗線提供了機(jī)會(huì)，這種紗線以前從未存在過。利用其創(chuàng)新將推動(dòng)可持續(xù)高品質(zhì)服裝行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。它們?yōu)榉b行業(yè)最艱難的領(lǐng)域提供創(chuàng)新，不需要付出任何代價(jià)。

可持續(xù)、可擴(kuò)展和可循環(huán)產(chǎn)品

除了生產(chǎn)高性能面料，該公司還能將紡織廢料轉(zhuǎn)用到建材產(chǎn)品中以生產(chǎn)家具，甚至生產(chǎn)類似皮革的材料。與當(dāng)今市場上許多純素類皮革材料不同，天然纖維連接工藝能在不使用聚氨酯等合成材料的情況下生產(chǎn)出高性能的奢華面料。

盧克博士介紹說，他們認(rèn)為純素應(yīng)該是指植物，而非塑料。可悲的是，許多所謂的新純素和人造皮革產(chǎn)品實(shí)際上只是在其他不可降解塑料的纖維上涂聚氨酯。因此只有用他們研發(fā)的這種工藝生產(chǎn)的純素材料才是完全天然的，并且具有極高的可調(diào)節(jié)性，可根據(jù)不同的應(yīng)用場合調(diào)整至特定的性質(zhì)和性能。該公司還補(bǔ)充道，皮革是一種引人注目的材料，但他們的這類材料可超越皮革，獲得全新的性質(zhì)和性能。

據(jù)介紹，這種新型類皮革材料的適用范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)上以皮革為主的適用范圍。他們旨在創(chuàng)造一種全新的植物材料來代替人造皮革和純素皮革。這些材料是為耐用、柔軟和奢華而設(shè)計(jì)的，這極大地拓寬了設(shè)計(jì)師的選擇范圍。該公司的產(chǎn)品不僅節(jié)省了成本，甚至可以避免使用粗糙的化學(xué)染料，而使用安全、不褪色的結(jié)構(gòu)性著色劑。

未來前景無限廣闊

這種工藝正在生產(chǎn)符合高需求客戶多種規(guī)格的材料，并迅速擴(kuò)展試點(diǎn)制造設(shè)備。與此同時(shí)，該公司在為將來的銷售和可能的高增長建立專利組合。憑借其強(qiáng)大的吸引力，他們正在贏得像時(shí)尚永恒（Fashion for Good）這樣組織的青睞。

2018年秋，該公司被選為時(shí)尚永恒的推廣項(xiàng)目，該項(xiàng)目將帶來資金、客戶和產(chǎn)業(yè)部門的直接指導(dǎo)。這些伙伴關(guān)系致力于建立可持續(xù)的模式和技術(shù)，取代不可持續(xù)的現(xiàn)用材料。該團(tuán)隊(duì)還獲得近200萬美元的小企業(yè)創(chuàng)新研究(SBIR)/小企業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)讓(STTR)資助，用于開發(fā)新工藝和新材料，尤其是電子紡織品。

茲卡認(rèn)為，當(dāng)感受到團(tuán)隊(duì)的熱情、過程的可行性以及了解團(tuán)隊(duì)能應(yīng)對的問題范疇時(shí)，這種運(yùn)用自然的想法就變成了現(xiàn)實(shí)。未來不久就能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)高性能材料的大規(guī)模生產(chǎn)。該公司現(xiàn)已做好準(zhǔn)備，正以性能驅(qū)動(dòng)的平臺(tái)打入市場，能夠靈活地為成熟的循環(huán)經(jīng)濟(jì)擴(kuò)展真正可持續(xù)的材料。

在過去的幾年里，這種工藝引起美國國防部的重視，而且一直沒能引起業(yè)界的注意。該團(tuán)隊(duì)已準(zhǔn)備好迎接突破性的一年。2019年該公司向全球紡織品市場推出三種不同的、已通過驗(yàn)證的材料。各項(xiàng)活動(dòng)和合作伙伴在全球范圍內(nèi)推動(dòng)這類技術(shù)的創(chuàng)新，確保它成為世界循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主流。

（據(jù)美國《紡織世界》https：//www.textileworld.com/textile-world/features/2019/02/natural-fiber-welding-is-amaterial-platform-for-the-circular-economy/近期資料）