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来自3种新兴生物基材料技术的经验教训

从左到右:蘑菇、菠萝和海藻的特写图像。

从左到右:蘑菇、菠萝和海藻的特写图像,这些生物制品的来源,到2030年将代表7.7万亿美元的机会。

从生命或生物来源创造人造材料并不是什么新发展,但最近新发明的生物基材料却获得了巨大的宣传。

电子显示屏由鱼鳞制成卫生产品这些由香蕉纤维制成的鼓舞人心的创新可以激发人类的想象力,并唤起一个没有毒素和垃圾的美好未来,以及其他环境改善。

但这些材料不仅仅是令人敬畏和鼓舞。根据WBCSD的最新报告在循环生物经济方面,到2030年,以生物为基础的产品将带来7.7万亿美元的机会。

为了更好地理解这些引人注目的材料,我跟进了三种新兴的生物基产品循环20面板探索生物利用和生物基材料提供的机会。以下是我发现的。

把菌丝体变成“与地球兼容”的包装

公司成立于2007年,总部位于纽约Ecovative设计利用菌丝体的自然结合特性-蘑菇的根结构-在几个可持续的材料。该公司的第一个技术,MycoComposite,沉淀了子公司蘑菇包装我与Ecovative的业务开发主管梅根·奥尔森(Meghan Olson)进行了讨论。

根据WBCSD最近关于循环生物经济的报告,到2030年,以生物为基础的产品将带来7.7万亿美元的机会。

作为聚苯乙烯、聚丙烯和其他保护性或绝缘包装的替代品,蘑菇包装将蘑菇孢子注入当地来源的农业副产品(如大麻壳或稻壳)。混合物被填充到定制形状的包装模具中,与客户合作设计,菌丝体被允许形成。经过七天的培育,这种无毒的、完全可用于家庭和海洋堆肥的材料可以保护和隔离各种产品——从蜡烛到工业服务器。

蘑菇包装公司正在扩大它的足迹全球授权商网络从新西兰到英国和其他国家,扩大其客户群,包括化妆品零售商郁郁葱葱的甚至是室内设计师。与此同时,Ecovative Design也在继续研究其新的应用蘑菇技术组合在纽约,该公司将业务范围从包装扩展到纺织替代品和素食肉类替代品。

将藻类转化为“旨在消失”的吸管

Loliware公司成立于2016年,追求“迈向(可持续包装)未来的激进飞跃”。它的跨学科团队位于美国东海岸,结合食品技术、海藻生物学、聚合物工程甚至时尚领域的专业知识,创造“不仅是材料,还有品牌的感觉”。正如联合创始人兼首席执行官西•布里甘蒂所指出的那样,“你无法打造你想象不到的东西,所以我们的很多工作都是帮助人们想象这个新的未来,这样我们就可以一起打造它。”

Loliware从可持续的海藻养殖者那里获取藻类,这些养殖者在种植海藻时可以捕获碳。Loliware正在努力生产各种生物聚合物。最终产品(技术上)是可食用餐具的替代品,在家庭堆肥中自然分解6到10天,在海洋中甚至更快。

通过B2B战略,Loliware正在建立一个的合作伙伴——包括万豪酒店、纽约现代艺术博物馆和保乐力加——来分发吸管。尽管疫情影响了酒店服务和需求,但Loliware利用这段时间推进了技术和规模制造,并致力于颠覆传统塑料。

将菠萝叶制成有益于“人类和地球”的纺织品

在接受菲律宾设计中心(Design Center of Philippines)的咨询任务后,自称“连续创业者”的Carmen Hijosa决心找到(或发明)一种皮革及其负面影响的替代品。到2013年,经过几年的研究、研发,伊卓莎获得了博士学位,并在伦敦成立了公司菠萝安南

你不能建造你想象不到的东西,所以我们的很多工作是帮助人们想象这个新的未来,这样我们就可以一起建造它。

Ananas Anam利用菠萝工业的废弃产品菠萝叶,使用低能量、低水、无化学物质的过程将叶子的天然纤维转化为一种类似皮革的材料,名为Piñatex。“Piñatex”表示,每米菠萝材料只能产生2.69公斤的碳,如果把同等体积的菠萝垃圾放在地里分解或燃烧,就会产生约8公斤的碳,因此具有节约碳的效果。

Piñatex可在鞋类,时尚和家具超过3000客户从小型设计师到H&M和Hugo Boss等大型服装公司。随着Ananas Anam的发展,它在社会和可持续发展方面的努力也在不断发展,它进一步yabo亚博88建立了以菲律宾为基础的供应链,并促进了当地文化和韧性。

虽然这些公司代表了完全不同的应用和生物来源,但它们在生物基材料的现状方面有一些有益的共同点。

它们在功能上可以与传统材料竞争

生物基材料吹嘘着诸如“无碳”、“生物可降解”和/或“可持续来源”等好处,因此,在环境影响方面,生物基材料经常胜过传统替代品,这一点也不令人惊讶。然而,除了这些可持续性的主yabo亚博88张,环保或生物基产品往往被认为效率较低比他们的合成对手。

这就是为什么Loliware的Briganti知道她的产品在性能方面“必须是1:1的替代品”。Loliware、Ecovative Designs和Ananas Anam都投入了大量资金,以确保(并证明)他们的产品与他们可能取代的传统产品一样功能强大。

蘑菇包装承诺可媲美的,如果不是优越的强度,绝缘和疏水性的聚苯乙烯。Ananas Anam遵循严格的技术规范,以满足客户的严格标准,确保耐用的材料可以舒适地磨损至少5年。机械测试表明,Loliware的吸管耐久性与塑料吸管不相上下,同时超过了聚乳酸(一种生物塑料)和纸吸管。塑料吸管的灵活性更难复制,但研发工作正在进行中。

它们也可以具有成本竞争力,但需要注意的是

根据这些公司的说法,成本竞争可能是最难以捉摸的指标。正如Hijosa所指出的,Piñatex以卷的形式出售,可以为客户节省多达30%的皮革形状古怪、划痕和撕裂所造成的浪费,价格也相当舒适。

随着蘑菇包装的成长(不需要工具,模具或后处理),Olsen分享说,在小批量订单中,价格与模制聚苯乙烯和模制纸浆有竞争力(当订单超过50万件时,很难匹配)。奥尔森表示:“中低批量订单实际上最适合我们的流程……(这就是为什么)我们喜欢与较小的品牌合作,与我们的客户一起成长。”

最后,2021年初将推出Loliware的2.0聚合物,布里甘蒂表示,这将使Loliware能够与纸质吸管的定价竞争。尽管无可否认的是,它的价格比不上原始塑料制品的价格,布里甘蒂还是第一个注意到“塑料制品的真实价格并没有反映在产品的价格中——清理塑料制品的价格,我们的野生动物的价格,我们的渔业的价格……我们的孩子和下一代的价格。”

他们可以提供本地采购的好处

这三个公司的生产发生在靠近他们的农民来源——无论是Loliware接近海藻来源在康涅狄格州,菠萝安南菠萝农场附近建立纤维处理设施在菲律宾,或蘑菇包装致力于本地丰富的生物质——即蘑菇的食物来源距生产基地500英里内

除了本地,它们还优先考虑可持续性。yabo亚博88Loliware找到了“蓝色海洋经济中最可持续的农场”并与之合作Greenwave,一个再生海藻养殖非营利组织。在蘑菇包装和Piñatex的例子中,它们的生物来源被认为是农业副产品或废物。通过购买,他们不仅为农民提供了额外的收入来源,还确保了潜在的垃圾不会被送到垃圾填埋场、焚烧或留在地里腐烂。

在关心人类和地球方面,我们是完全一致的。对我们来说,所有利益相关者都很重要,而不仅仅是股东。

作为一家获得b -企业认证的企业,Ananas Anam还优先考虑透明度、当地就业和培训。“在关心人类和地球方面,我们实际上是完全一致的。对我们来说,所有利益相关者都很重要,而不仅仅是股东。”

考虑到这一点,Ananas Anam与小型农业合作社合作,确保其供应链上的所有员工享受全面合同和公平工资。

它们可以帮助生态系统再生

通过采购碳捕捉再生海藻,Loliware正在帮助重建和再生美国东海岸的海洋生态系统

除了每年替换200万磅的遗留泡沫外,蘑菇包装不仅是可生物降解的,它也是“生物贡献”,为它分解的任何土壤添加养分。奥尔森说,出于这个原因,你可以把它扔在你的后院“感觉很好”。

在纤维加工过程中节约了水和能源之后,Ananas Anam利用多余的生物质制造堆肥,并为农民的土壤添加养分。到2023年,它将有足够的生物质能利用厌氧转换器来盈利地生产本地能源。

他们已经请求

考虑到它们所竞争的传统行业的规模,这些公司所占的市场份额相对较小。随着新的供应链的建立,消费者习惯的改变,以及成本的提高(有时相当于更高的价格),需要注意的是,它们在大规模扩张方面面临着巨大的障碍。考虑到这一点,我问他们希望如何发展自己的公司和生物基材料行业。与我交谈的三位女性对接下来的工作提出了不同但有价值的要求。

奥尔森希望消费者的需求能够继续推动并取代市场上对环境更具破坏性的一次性选择。布里甘蒂希望立法和监管不仅在市场中发挥更积极的作用,而且在支持和资助企业家和创新者方面发挥更积极的作用。最后,Hijosa希望在整个供应链中看到更多的诚信、透明度和责任。希望他们能如愿以偿。

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