Bahan Berkelanjutan Generasi Berikutnya: Peluang Pertumbuhan Utama dan Wawasan Pasar

Analisis white space adalah laporan terperinci mengenai pasar yang ada. Mereka mengidentifikasi keadaan pasar, termasuk produk, layanan, dan teknologi apa yang ada, mana yang berhasil, mana yang mengalami kesulitan, dan potensi kesenjangan pasar untuk inovasi dan kewirausahaan di masa depan. Analisis ruang kosong yang terperinci mengenai industri bahan alternatif hewan “generasi berikutnya” ini dibentuk sebagai tindak lanjut dari laporan keadaan industri pada bulan Juni 2021 oleh Inisiatif Inovasi Material. MII adalah wadah pemikir untuk ilmu pengetahuan dan inovasi material generasi berikutnya. Dalam laporan ini, mereka bermitra dengan The Mills Fabrica, investor terkenal di industri material generasi berikutnya.

Bahan-bahan generasi berikutnya adalah pengganti langsung bahan-bahan konvensional yang berasal dari hewan seperti kulit, sutra, wol, bulu, dan bulu halus (atau “bahan lama”). Inovator menggunakan “biomimikri” untuk meniru tampilan, rasa, dan efektivitas produk hewani yang digantikan. Namun, material generasi berikutnya tidak sama dengan material alternatif hewani “generasi saat ini” seperti poliester, akrilik, dan kulit sintetis yang terbuat dari petrokimia seperti poliuretan. Bahan-bahan generasi berikutnya cenderung menggunakan bahan-bahan “berbasis bio” – bukan plastik – untuk meminimalkan jejak karbonnya. Bahan berbasis bio meliputi mikroba, tumbuhan, dan jamur. Meskipun tidak semua bagian dari produksi material generasi berikutnya sepenuhnya berbasis bio, industri ini berupaya menuju inovasi berkelanjutan melalui munculnya teknologi kimia ramah lingkungan.

Analisis white space mengidentifikasi tujuh peluang utama untuk inovasi dalam industri material generasi berikutnya.

1. Ada beberapa material generasi berikutnya dengan inovasi terbatas. Jumlah inovator dalam industri yang terlibat dalam kulit generasi berikutnya sangatlah tidak proporsional (sekitar 2/3). Hal ini membuat wol, sutra, bulu halus, bulu, dan kulit eksotik generasi berikutnya kurang berinvestasi dan kurang berinovasi, sehingga memberikan banyak peluang untuk pertumbuhan di masa depan. Dibandingkan dengan industri kulit, material generasi berikutnya ini akan menghasilkan volume produksi yang lebih rendah namun memiliki potensi keuntungan per unit yang lebih tinggi.
2. Laporan ini menyoroti tantangan dalam mewujudkan ekosistem generasi berikutnya yang 100% berkelanjutan. Meskipun industri ini menggunakan “bahan baku” seperti limbah pertanian dan produk mikroba, formulasi tekstil generasi berikutnya seringkali masih membutuhkan minyak bumi dan bahan-bahan berbahaya. Yang menjadi perhatian khusus adalah polivinil klorida dan polimer berbahan dasar vinil lainnya, yang sering ditemukan pada kulit sintetis. Meskipun tahan lama, plastik ini merupakan salah satu plastik yang paling merusak karena ketergantungannya pada bahan bakar fosil, pelepasan senyawa berbahaya, penggunaan bahan pemlastis berbahaya, dan tingkat daur ulang yang rendah. Poliuretan berbasis bio menawarkan alternatif yang menjanjikan, namun masih dalam pengembangan. Para penulis menyarankan agar para inovator dan investor harus mengembangkan dan mengkomersialkan bahan pengikat, pelapis, pewarna, bahan tambahan, dan bahan finishing yang berbasis bio dan dapat terurai secara hayati.
3. Mereka mendorong inovator generasi berikutnya untuk menciptakan 100% serat sintetis berbasis bio untuk melawan penggunaan poliester. Saat ini, poliester menyumbang 55% dari seluruh bahan baku tekstil yang diproduksi setiap tahunnya. Karena berbahan dasar minyak bumi, produk ini dianggap sebagai “musuh masyarakat nomor satu” dalam industri fesyen ramah lingkungan . Poliester adalah bahan yang rumit karena saat ini berfungsi sebagai pengganti bahan “zaman sekarang” seperti sutra dan bulu halus. Namun, hal ini juga menimbulkan risiko lingkungan karena dapat melepaskan serat mikro ke lingkungan. Laporan ini menganjurkan perbaikan berkelanjutan terhadap strategi generasi saat ini melalui pengembangan serat poliester berbasis bio. Inovasi saat ini sedang dalam proses untuk menciptakan poliester yang dapat didaur ulang, namun masalah biodegradabilitas yang sudah habis masa pakainya masih menjadi perhatian.
4. Para penulis mendorong para investor dan inovator untuk memasukkan biofeedstock baru ke dalam material generasi berikutnya. Dengan kata lain, mereka menyerukan penemuan dan teknologi baru dalam serat alami dan semi-sintetik (selulosa). Serat tumbuhan seperti kapas dan rami menghasilkan ~30% produksi serat global. Sedangkan bahan semi sintetik seperti rayon memiliki kandungan ~6%. Meskipun diambil dari tumbuhan, serat ini masih menimbulkan masalah keberlanjutan. Kapas, misalnya, menggunakan 2,5% lahan subur di dunia, namun 10% dari seluruh bahan kimia pertanian. Residu pertanian, seperti residu dari beras dan kelapa sawit, menawarkan pilihan yang layak untuk didaur ulang menjadi serat yang dapat digunakan. Alga, yang 400 kali lebih efisien dibandingkan pohon dalam menghilangkan CO2 dari atmosfer, juga berpotensi sebagai sumber biofeedstock baru.
5. Analisis ini memerlukan peningkatan keserbagunaan dalam opsi akhir masa pakai produk generasi berikutnya. Menurut penulis, pemasok, perancang, dan produsen generasi berikutnya memiliki tanggung jawab untuk memahami bagaimana pemilihan material berdampak pada nasib produk mereka. Hingga 30% polusi mikroplastik mungkin berasal dari tekstil, yang memiliki beragam skenario akhir masa pakainya. Mereka mungkin dibuang ke tempat pembuangan sampah, dibakar untuk dijadikan energi, atau dibuang ke lingkungan. Pilihan yang lebih menjanjikan adalah daur ulang/daur ulang dan biodegradasi. Para inovator harus berupaya menuju “ekonomi sirkular,” di mana produksi, penggunaan, dan pembuangan material berada dalam hubungan timbal balik, sehingga meminimalkan limbah secara keseluruhan. Selain itu, bahan-bahan harus dapat didaur ulang atau sehingga meminimalkan beban konsumen. Pemain potensial di bidang ini adalah asam polilaktat (PLA), turunan pati yang difermentasi, yang saat ini digunakan untuk membuat plastik yang dapat terurai. Pakaian 100% PLA mungkin tersedia di masa mendatang.
6. Para penulis menyerukan tim penelitian dan pengembangan (R&D) untuk meningkatkan keahlian mereka dalam prinsip-prinsip inti ilmu material. Secara khusus, peneliti dan pengembang generasi berikutnya harus memahami hubungan struktur-properti. Menguasai hubungan ini akan memungkinkan tim R&D mengukur bagaimana sifat material tertentu mempengaruhi kinerja material dan bagaimana menyempurnakan komposisi, struktur, dan pemrosesan material untuk mencapai kinerja yang diinginkan. Melakukan hal ini dapat membantu tim R&D beralih dari pendekatan “top-down” ke desain material yang menekankan tampilan dan nuansa produk baru. Sebaliknya, biomimikri dapat berfungsi sebagai pendekatan “bottom-up” terhadap desain material yang mempertimbangkan keberlanjutan dan daya tahan selain estetika material generasi berikutnya. Salah satu pilihannya adalah dengan menggunakan sintesis protein rekombinan – menggunakan sel hewan yang dikembangkan di laboratorium untuk menumbuhkan “kulit” tanpa hewan itu sendiri. Misalnya, “kulit” yang dikembangkan di laboratorium dapat diproses dan disamak seperti kulit yang berasal dari hewan.
7. Hal ini memerlukan inovator untuk meningkatkan penggunaan bioteknologi, khususnya dalam bidang rekayasa seluler. Banyak material generasi berikutnya yang bergantung pada pendekatan bioteknologi, seperti kulit buatan laboratorium yang terbuat dari sel yang dikultur. Para penulis menekankan bahwa seiring kemajuan bioteknologi dalam penciptaan material generasi berikutnya, para inovator harus memperhatikan lima pertimbangan proses: organisme produksi yang dipilih, cara memasok nutrisi ke organisme, bagaimana menjaga sel tetap “bahagia” untuk pertumbuhan maksimal, bagaimana caranya memanen/mengubah menjadi produk yang diinginkan, dan meningkatkannya. Peningkatan skala, atau kemampuan untuk memasok produk dalam jumlah besar dengan biaya yang wajar, adalah kunci untuk memprediksi kesuksesan komersial material generasi berikutnya. Melakukan hal ini bisa jadi sulit dan mahal di ruang generasi berikutnya. Untungnya, sejumlah akselerator dan inkubator tersedia untuk membantu para inovator.

Selain tujuh ruang kosong yang dibahas, penulis merekomendasikan agar industri material generasi berikutnya mengambil pelajaran dari industri protein alternatif. Hal ini disebabkan oleh kesamaan tujuan dan teknologi kedua industri. Misalnya, inovator generasi berikutnya dapat melihat pertumbuhan miselium (teknologi berbasis jamur). Industri protein alternatif menggunakan pertumbuhan miselium untuk makanan dan fermentasi presisi. Namun, karena struktur dan sifat miselium yang unik, miselium merupakan alternatif yang menjanjikan selain kulit. Industri material generasi berikutnya, seperti industri protein alternatifnya, juga harus fokus pada penciptaan permintaan konsumen. Salah satu cara untuk melakukannya adalah melalui merek fesyen populer yang mengadopsi bahan-bahan non-hewani.

Secara keseluruhan, industri material generasi berikutnya cukup menjanjikan. Sebuah survei menunjukkan bahwa 94% responden terbuka untuk membelinya. Para penulis optimis bahwa penjualan produk pengganti langsung generasi berikutnya untuk bahan-bahan berbasis hewani akan meningkat hingga 80% setiap tahun selama lima tahun ke depan. Ketika bahan-bahan generasi berikutnya mampu mengimbangi keterjangkauan dan efektivitas bahan-bahan generasi saat ini, industri ini dapat menjadi ujung tombak dalam upaya menuju masa depan yang lebih berkelanjutan.