轉基因細菌生產納米纖維素 十幾天“長”出一只鞋

Modern Synthesis使用微生物編織而成的鞋面

據聯合國預測，如果全球人口到2030年達到85億，服裝消費量將從6200萬噸暴增到1.02億噸。

時裝產業是全球第二大污染產業，僅次于石化工業。棉花種植、制造過程、廢棄物處理......每一步都對環境造成不容小覷的影響。

生產一公斤的棉花，需要耗費多達2萬公升的水；生產一條牛仔褲需要大約2000加侖水；制作一件衣服，從染色到成衣，可能用到多達幾千種化學物質……而單是染色這一個步驟，每噸織物最少需要消耗200噸淡水。而現實中，大多數未經處理的有毒廢水從紡織品工廠直接排入河流，其中大量的鉛、汞、砷等有毒元素，就連清洗織物也避免不了危害。

國際自然保護聯盟指出，海洋中的塑料顆粒大約有35%來自清洗聚酯纖維材質的服裝。即使看起來環保的棉織品，由于棉花適宜溫暖干燥的環境，也需要大量水資源灌溉。1公斤棉花就需要大約2萬公斤水，不合理的種植還會引起土地鹽堿化、土壤污染等問題。

每年，全球有超過1500億件服裝被拋棄。據中國循環經濟協會的數據，中國每年有超過2600萬噸舊衣服被扔掉。而處理這些時尚垃圾往往有兩個方法：填埋或焚燒，兩者又會再次污染環境。

因此，占全球碳排放10%的時尚行業急需尋求可持續的紡織品替代材料。

創立于2019年，總部位于英國的Modern Synthesis是一家生物材料創新公司，旨在為時尚行業開發再生材料解決方案。近日，該公司籌集了410萬美元種子資金，用于加快開發其專有微生物紡織平臺。

該輪的投資者包括Collaborative Fund、Acequia Capital、AgFunder、Petri Bio等。大部分資金將用于在倫敦南部建造其試點工廠與實驗室以擴大新材料生產規模，該工廠有望在2022年第三季度投入運營。資金還將用于建設并擴充公司團隊。

該公司聯合創始人兼首席執行官詹·基恩表示，“我們試圖做的是構建這種更可持續的新材料，同時也以新的方式設計和創造，這對時尚行業來說令人興奮。”

詹也是Modern Synthesis微生物編織工藝的創意總監。她曾在德國運動服裝巨頭阿迪達斯工作，因其在生物材料方面的工作成果而受到廣泛認可，贏得了2018年米爾斯技術風格獎、LVMH綠色小徑獎。在過去的兩年里，她一直致力于改進公司的材料技術，與加州生物材料領導者Bolt Threads一起建立了潛在的合作伙伴網絡，如Mills Fabrica HK的Techstvle Resident和Creative Resident。

詹·基恩（左）與本·里夫斯

另一位聯合創始人本·里夫斯是倫敦帝國理工學院的生物工程師和材料專家，擁有博士學位。此前，他曾是成功的材料衍生公司Purraffinitv的創始團隊成員和首席技術官。

Modern Synthesis的微生物紡織技術利用細菌將農業廢物中的糖轉化為納米纖維素，目的是取代動植物和石化材料，幫助時尚行業降低碳足跡。

納米纖維素是一種新型、綠色、可生物降解的納米材料，因其豐度和強度而受到重視。除了來源廣泛（可以來自植物、動物、微生物，不過近期難以實現人工合成）、儲量豐富、循環可再生的天然優勢外，納米纖維素還具有精細的納米結構、良好的力學強度和較低的熱膨脹系數等優點。近年來在儲能、醫療、化工等領域受到了廣泛關注。

Modern Synthesis使用名為Komagataeibacter rhaeticus的可食用細菌，它是康普茶（一種發酵茶）中常見的細菌。研發團隊對其進行工程化改造，使之能夠產生納米纖維素和黑色素，這種黑色素是存在于烏賊墨水、人類頭發和皮膚中的天然色素。由此，細菌所產生的所有材料和顏料都是無毒的。

為了讓細菌所產生的納米纖維素適合紡織用途，“微生物編織”過程模仿了傳統編織的經紗和緯紗技術，他們創建了一個腳手架，搭建成一定的結構。轉基因細菌在這些結構周圍生長，以產生最終材料。經過大約10天～14天的生長繁殖，便可產生出納米纖維的材料。

這種方式與3D打印類似，先根據期望得到的產品設計出供細菌生長的結構或形狀，再利用細菌作為“墨水”去“打印”（生長繁殖）。這也意味著不需要剪裁，幾乎不會浪費材料。

到目前為止，Modern Synthesis已經能夠使用上述過程構建鞋子的鞋面。該公司表示，它已將其材料交付給某些運動服飾商進行原型制作。

Modern Synthesis計劃最終利用微生物取代各種動植物和石化衍生的皮革、紡織品和薄膜。但不是試圖為皮革等材料創建精確的復制品，而是專注于開發一種全新的材料——并在此過程中為材料建立一個完全獨立的類別。

基恩說：“歸根結底，我們正在嘗試用這些微生物建立一個可循環制造系統。我們利用農業廢物，將微生物用作制造‘車間’，將其轉化為有價值的材料。”

這項技術為材料合成公司提供了一個相當寬廣的機會，也為品牌提供了一種思考可持續服裝的新方式。