Nächste Generatioun nohalteg Material: Key wuestegescht Méiglechkeeten a Maart Abléck

Wäissraumanalysen sinn detailléiert Berichter iwwer existent Mäert. Si identifizéieren den Zoustand vum Maart, inklusiv wéi eng Produkter, Servicer an Technologien existéieren, déi erfollegräich sinn, déi kämpfen, a potenziell Maartlücken fir zukünfteg Innovatioun an Entrepreneursgeescht. Dës detailléiert wäiss Plaz Analyse vun der "nächst-Gen" Déier Alternativ Material Industrie gouf als Suivi vun engem Juni 2021 Staat-vun-der-Industrie Rapport vun der Material Innovatioun Initiative geformt. MII ass en Denktank fir d'nächst Generatioun Materialwëssenschaft an Innovatioun. An dësem Bericht hu si sech mat The Mills Fabrica zesummegeschafft, e bekannten Investisseur an der nächster Generatioun Materialindustrie.

Next-Gen Materialien sinn direkt Ersatzstécker fir konventionell Déierebaséiert Materialien wéi Lieder, Seid, Woll, Pelz a Down (oder "amtéiert Materialien"). Innovateuren benotzen "Biomimik" fir de Look, d'Gefill an d'Effektivitéit vun den Déiereprodukter ze kopéieren, déi ersat ginn. Wéi och ëmmer, nächste Generatiounsmaterialien sinn net d'selwecht wéi "aktuell-Gen" Déierenalternativer wéi Polyester, Acryl a synthetescht Lieder aus Petrochemikalien wéi Polyurethan. Next-Gen Materialien tendéieren "biobaséiert" Zutaten ze benotzen - net Plastik - fir hire Kuelestoffofdrock ze minimiséieren. Bio-baséiert Materialien enthalen Mikroben, Planzen a Pilze. Och wann net all Deel vun der nächster Generatioun Materialproduktioun ganz biobaséiert ass, streeft d'Industrie no nohalteg Innovatioun duerch opkomende gréng Chimie Technologien.

D'White Space Analyse identifizéiert siwe Schlësselméiglechkeeten fir Innovatioun an der nächster Generatioun Materialindustrie.

1. Et gi verschidde Next-Gen Materialien mat limitéierter Innovatioun. Eng onproportional Quantitéit (ongeféier 2/3) vun Innovateuren an der Industrie sinn an der nächster Generatioun Lieder involvéiert. Dëst léisst d'nächst Generatioun Woll, Seid, Down, Pelz, an exotesch Haut ënnerinvestéiert an ënnerinnovéiert, bitt vill Méiglechkeeten fir zukünfteg Wuesstum. Am Verglach mat der Liederindustrie, wäerten dës aner nächst Generatiounsmaterialien zu engem méi nidderegen Produktiounsvolumen resultéieren, awer Potenzial fir méi héije Gewënn pro Eenheet hunn.
2. De Bericht beliicht Erausfuerderunge fir d'nächst Generatioun Ökosystemer 100% nohalteg ze maachen. Och wann d'Industrie "Feedstock" wéi landwirtschaftlech Offall a mikrobielle Produkter integréiert, erfuerdert d'Formuléierung vun den nächste Gen Textilien dacks nach Petrol a geféierlech Materialien. Besonnesch Suergen sinn Polyvinylchlorid an aner Vinyl-baséiert Polymeren, déi dacks a syntheteschen Lieder fonnt ginn. Trotz senger Haltbarkeet ass et ee vun de schiedlechste Plastik wéinst senger Ofhängegkeet vu fossille Brennstoffer, Verëffentlechung vu geféierleche Verbindungen, Notzung vu schiedleche Plastifizéierer, a gerénger Verwäertungsquote. Bio-baséiert Polyurethan bitt eng villverspriechend Alternativ, awer ass nach ëmmer an der Entwécklung. D'Autoren proposéiere datt Innovateuren an Investisseuren bio-baséiert, biodegradéierbar Versioune vu Bindemëttel, Beschichtungen, Faarfstoffer, Additive a Veraarbechtungsmëttelen entwéckelen a kommerzialiséieren.
3. Si encouragéieren d'nächst Generatioun Innovateuren 100% biobaséiert synthetesch Faseren ze kreéieren fir d'Benotzung vu Polyester ze entgéintwierken. De Moment stellt Polyester 55% vun allen Textilmaterialien aus, déi jäerlech produzéiert ginn. Well et Petroleum-baséiert ass, gëtt et als "ëffentlech Feind Nummer eent" an der nohalteger Moudeindustrie . Polyester ass e komplizéierte Material well et de Moment als "aktuelle Gen" Ersatz fir Materialien wéi Seid a Down funktionnéiert. Wéi och ëmmer, et ass och en Ëmweltrisiko, well et Mikrofiberen an d'Ëmwelt fräiginn. De Bericht plädéiert fir nohalteg Verbesserunge vun den aktuellen Generatiounsstrategien iwwer Bio-baséiert Polyesterfaser z'entwéckelen. Aktuell Innovatiounen sinn amgaang fir recycléierbar Polyester ze kreéieren, awer end-of-life biodegradability Themen bleiwen eng Suerg.
4. D'Auteuren encouragéieren Investisseuren an Innovateuren nei Biofeedstock an d'nächst Generatiounsmaterial ze integréieren. An anere Wierder, si fuerderen nei Entdeckungen an Technologien an natierlechen a semi-syntheteschen (cellulosesche) Faseren. Planzfaser wéi Koteng an Hanf maachen ~30% vun der globaler Faserproduktioun aus. Mëttlerweil maachen semi-synthetesch wéi Rayon ~ 6% aus. Och wann se aus Planzen gezunn sinn, verursaache dës Faseren nach ëmmer Nohaltegkeetsbedéngungen. Kotteng, zum Beispill, benotzt 2,5% vum Ackerland op der Welt, awer 10% vun all landwirtschaftleche Chemikalien. Landwirtschaftlech Reschter, wéi Reschter aus Reis an Uelegpalm, bidden liewensfäeg Optiounen fir upcycling an benotzbar Faseren. Algen, déi 400 Mol méi effizient wéi Beem sinn fir CO2 aus der Atmosphär ze läschen, hunn och Potenzial als nei Quell vu Biofeedstock.
5. D'Analyse fuerdert eng verstäerkte Villsäitegkeet an den End-of-Life Optiounen vun den nächste Gen Produkter. Laut den Autoren hunn d'nächst Generatioun Liwweranten, Designer an Hiersteller eng Verantwortung fir ze verstoen wéi d'Materialwahl d'Schicksal vun hirem Produkt beaflosst. Bis zu 30% vun der Mikroplastikverschmotzung kënnen aus Textilien entstoen, déi eng Vielfalt vun Enn-of-Liewen Szenarie hunn. Si kënnen an enger Deponie gedumpt ginn, fir Energie verbrannt ginn oder an d'Ëmwelt verworf ginn. Méi villverspriechend Optiounen enthalen Re / Upcycling a Biodegradatioun. Innovateure sollen un eng "kreesfërmeg Wirtschaft" schaffen, wou d'Materialproduktioun, d'Benotzung an d'Entsuergung an enger géigesäiteger Relatioun sinn, déi allgemeng Offall minimiséieren. entweder recycléiert oder biodegradéiert kënne ginn E potenzielle Spiller an dësem Beräich ass Polymilksäure (PLA), eng fermentéiert Stärke-Derivat, déi de Moment benotzt gëtt fir ofbaubare Plastik ze maachen. 100% PLA Kleedungsstécker kënnen an Zukunft verfügbar sinn.
6. D'Autoren fuerdere Fuerschung an Entwécklung (R&D) Teams fir hir Expertise an de Kärprinzipien vun der Materialwëssenschaft ze erhéijen. Besonnesch, Next-Gen Fuerscher an Entwéckler mussen Struktur-Eegeschaftsverhältnisser verstoen. Dës Bezéiung ze beherrschen erlaabt R&D Teams ze moossen wéi spezifesch Materialeigenschaften d'Leeschtung vun engem Material informéieren a wéi d'Materialkompositioun, Struktur a Veraarbechtung finanzéiert ginn fir déi gewënscht Leeschtung z'erreechen. Maachen dëst kann R&D Teams hëllefen vun enger "Top-down" Approche zum Materialdesign ze pivotéieren, déi de Look an d'Gefill vun engem neie Produkt betount. Amplaz kann Biomimik als eng "bottom-up" Approche fir Materialdesign funktionnéieren, déi Nohaltegkeet an Haltbarkeet nieft der Ästhetik vun der nächster Gen Material berücksichtegt. Eng Optioun ass d'rekombinant Proteinsynthese ze benotzen - d'Benotzung vun Labo-ugebauten Déierenzellen fir "Haut" ze wuessen ouni d'Déier selwer. Zum Beispill, Labo-ugebaut "Hide" kéint veraarbecht a geléint ginn wéi Déier-Quelle Lieder.
7. Et fuerdert Innovateuren hir Notzung vun der Biotechnologie opzebauen, speziell am Beräich vun der Cellular Engineering. Vill nächste-Gen Materialien vertrauen op biotechnologesch Approchen, sou wéi dat uewe genannte Labo-ugebauten Lieder aus kultivéierten Zellen. D'Auteuren ënnersträichen datt wéi d'Biotechnologie an der Schafung vun der nächster Generatioun vun Material Fortschrëtter, Innovateure sollten op fënnef Prozess Iwwerleeungen bewosst sinn: de gewielte Produktiounsorganismus, de Wee fir Nährstoffer dem Organismus ze liwweren, wéi d'Zellen "glécklech" halen fir maximal Wuesstum, wéi d'Ernte / ëmsetzen an dat gewënschte Produkt, a Skala-up. Skala-up, oder d'Fäegkeet e grousse Volume vun engem Produkt zu engem verstännegen Käschte ze liwweren, ass de Schlëssel fir de kommerziellen Erfolleg vun engem nächste Generatiounsmaterial virauszesoen. Dat ze maachen kann schwéier an deier sinn an nächste Generatiounsraim. Glécklech sinn eng Zuel vu Beschleuniger an Inkubatore verfügbar fir Innovateuren ze hëllefen.

Zousätzlech zu de siwe diskutéierte wäiss Plazen, empfeelen d'Auteuren datt d'nächst Generatioun Materialindustrie Lektioune vun der alternativer Proteinindustrie léiert. Dëst ass wéinst deenen zwou Industrien Ähnlechkeeten am Zweck an Technologie. Zum Beispill kënnen d'nächst Generatioun Innovateuren an de mycelial Wuesstum kucken (Champignon-baséiert Technologie). Déi alternativ Proteinindustrie benotzt mycelial Wuesstum fir Liewensmëttel a Präzisiounsfermentatioun. Wéi och ëmmer, wéinst der eenzegaarteger Struktur an Eegeschafte vum Myselium ass et eng villverspriechend Alternativ zum Lieder. Déi nächst Generatioun Materialindustrie, wéi säin alternativen Protein Géigepartei, muss och fokusséieren op d'Konsumentenfuerderung ze kreéieren. Ee Wee fir dat ze maachen ass duerch populär Moudemarken déi Déierfräi Materialien adoptéieren.

Insgesamt ass déi nächst Generatioun Materialindustrie villverspriechend. Eng Ëmfro huet gewisen datt 94% vun de Befroten oppe waren fir se ze kafen. D'Autoren sinn optimistesch datt de Verkaf vun den nächste Generatioun direkten Ersatzstécker fir Déier-baséiert Materialien bis zu 80% jäerlech an den nächste fënnef Joer eropgeet. Wann d'nächst Generatioun Material mat der Bezuelbarkeet an der Effizienz vun den aktuellen Generatiounsmaterialien entsprécht, kann d'Industrie d'Spëtzt fir eng méi nohalteg Zukunft maachen.