Il-futur ta 'innovazzjoni sostenibbli qed jiġi definit mill-ġdid minn materjali li jmiss, li huma lesti li jissostitwixxu prodotti konvenzjonali bbażati fuq l-annimali bħal ġilda, ħarir, suf, u' l isfel b'alternattivi ekoloġiċi. L-ingredjenti bbażati fuq il-bijoloġiċi bħal pjanti, fungi, u mikrobi minflok petrokimiċi, dawn il-materjali jistinkaw biex inaqqsu l-impatt ambjentali mingħajr ma jikkompromettu fuq il-funzjonalità jew l-estetika. Analiżi tal-ispazju abjad reċenti mill-Inizjattiva tal-Innovazzjoni Materjali (MII) u l-Mills Fabrica tenfasizza opportunitajiet ewlenin għat-tkabbir f'dan is-settur emerġenti - minn espansjoni lil hinn mill-ġilda li jmiss tal-ġeneru għall-iżvilupp ta 'legaturi u kisi bijodegradabbli, skalar ta' teknoloġiji materjali tal-laboratorju, u jesploraw biofeedocks ġodda bħal alka jew residwi agrikoli. Bl-interess tal-konsumatur f'soluzzjonijiet sostenibbli jiżdiedu globalment, dan ir-rapport jipprovdi qafas strateġiku għall-innovaturi u l-investituri lesti biex imexxu bidla sinifikanti lejn ekonomija ċirkolari
F'era fejn is-sostenibbiltà m'għadhiex lussu iżda neċessità, l-industrija tal-materjali qed tgħaddi minn bidla trasformattiva lejn innovazzjonijiet ekoloġiċi. L-aħħar analiżi tal-ispazju abjad mill-Inizjattiva tal-Innovazzjoni tal-Materjal (MII) u l-Mills Fabrica tidħol fil-qasam li qed tikber tal-materjali tal-ġenerazzjoni li jmiss, u tenfasizza kemm it-trijonfi kif ukoll l-isfidi li jiddefinixxu dan is-settur dinamiku. Dawn il-materjali tal-ġenerazzjoni li jmiss għandhom l-għan li jissostitwixxu prodotti konvenzjonali bbażati fuq l-annimali bħall-ġilda, ħarir, suf, pil, u isfel b'alternattivi sostenibbli li jimitaw id-dehra, is-sens u l-funzjonalità tagħhom. B'differenza minn sostituti sintetiċi tradizzjonali magħmulin minn petrokimiċi, materjali tal-ġenerazzjoni li jmiss jisfruttaw ingredjenti b'bażi bijoloġika bħal mikrobi, pjanti u fungi, u jagħmlu ħilithom biex jimminimizzaw il-marka tal-karbonju u l-impatt ambjentali tagħhom.
Ir-rapport jidentifika seba’ opportunitajiet ewlenin għat-tkabbir u l-innovazzjoni fi ħdan l-industrija tal-materjali tal-ġenerazzjoni li jmiss. Tenfasizza l-ħtieġa għal diversifikazzjoni lil hinn mill-ġilda tal-ġenerazzjoni li jmiss, li bħalissa tiddomina s-suq, u tħalli materjali oħra bħas-suf, il-ħarir u l-isfel mhux esplorati biżżejjed. Barra minn hekk, l-analiżi tenfasizza il-ħtieġa kritika għal ekosistemi kompletament sostenibbli, u tħeġġeġ l-iżvilupp ta 'legaturi, kisjiet u addittivi bijodegradabbli b'bażi bijoloġika biex jissostitwixxu derivattivi petrokimiċi ta' ħsara. Is-sejħa għal 100% fibri sintetiċi b'bażi bijoloġika biex jikkontrobattu il-perikli ambjentali maħluqa mill-polyester tkompli tenfasizza l-impenn tal-industrija għas-sostenibbiltà.
Barra minn hekk, ir-rapport huwa favur l-inkorporazzjoni ta 'sorsi ġodda ta' materja prima, bħal residwi agrikoli u alka, biex jinħolqu fibri aktar sostenibbli. Tenfasizza wkoll l-importanza ta' għażliet versatili ta' tmiem il-ħajja għall-prodotti tal-ġenerazzjoni li jmiss, li tippromwovi ekonomija ċirkolari fejn il-materjali jistgħu jiġu riċiklati jew bijodegradati b'impatt ambjentali minimu. L-analiżi tisħaq fuq il-ħtieġa li t-timijiet ta 'R&D japprofondixxu l-kompetenza tagħhom fix-xjenza tal-materjali, partikolarment fil-fehim tar-relazzjonijiet struttura-proprjetà biex itejbu l-prestazzjoni u s-sostenibbiltà tal-materjali tal-ġenerazzjoni li jmiss. jitlob li jiżdiedu l-approċċi bijoteknoloġiċi, bħall-inġinerija ċellulari, biex tavvanza l-iżvilupp ta 'materjali mkabbra fil-laboratorju.
Hekk kif l-industrija tal-materjali tal-ġenerazzjoni li jmiss qed tkompli tevolvi, din l-analiżi tal-ispazju abjad isservi bħala pjan direzzjonali kruċjali għall-innovaturi u l-investituri, tiggwidahom lejn impriżi sostenibbli u profittabbli fit-tfittxija biex jirrivoluzzjonaw il-pajsaġġ tal-materjali.
Sommarju By: Dr S. Marek Muller | Studju Oriġinali Minn: Material Innovation Initiative. (2021) | Ippubblikat: 12 ta’ Lulju, 2024
Analiżi ta 'l-ispazju abjad identifikat suċċessi preżenti, diffikultajiet, u opportunitajiet fl-industrija tal-materjali tal-"next-gen".
L-analiżi tal-ispazju abjad huma rapporti dettaljati dwar is-swieq eżistenti. Huma jidentifikaw l-istat tas-suq, inklużi liema prodotti, servizzi, u teknoloġiji jeżistu, li qed jirnexxu, li qed jitħabtu, u lakuni potenzjali fis-suq għall-innovazzjoni futura u l-intraprenditorija. Din l-analiżi tal-ispazju abjad dettaljat tal-industrija tal-materjali alternattivi tal-annimali "li jmiss" ġiet iffurmata bħala segwitu għal rapport tal-istat ta 'l-industrija ta' Ġunju 2021 mill-Inizjattiva tal-Innovazzjoni tal-Materjali. MII huwa think tank għax-xjenza u l-innovazzjoni tal-materjali li jmiss. F'dan ir-rapport, huma jissieħbu ma 'The Mills Fabrica, investitur magħruf fl-industrija tal-materjali li jmiss.
Il-materjali li jmiss huma sostituzzjonijiet diretti għal materjali konvenzjonali bbażati fuq l-annimali bħal ġilda, ħarir, suf, pil, u 'l isfel (jew "materjali eżistenti"). L-innovaturi jużaw "bijomimiċija" biex jikkopjaw id-dehra, is-sensazzjoni, u l-effettività tal-prodotti tal-annimali li qed jiġu sostitwiti. Madankollu, il-materjali tal-ġeneru li jmiss mhumiex l-istess bħal alternattivi ta 'annimali "kurrenti-ġen" bħal poliester, akriliku u ġilda sintetika magħmula minn petrokimiċi bħal polyurethane. Il-materjali li jmiss għandhom it-tendenza li jużaw ingredjenti “bbażati fuq il-bijo-bijo” - mhux tal-plastik - sabiex jimminimizzaw l-impronta tal-karbonju tagħhom. Il-materjali bbażati fuq il-bijoloġiċi jinkludu mikrobi, pjanti, u fungi. Filwaqt li mhux kull parti tal-produzzjoni materjali li jmiss hija kompletament ibbażata fuq il-bijo-bijoloġiċi, l-industrija qed tħabrek lejn innovazzjoni sostenibbli permezz ta 'teknoloġiji tal-kimika ħadra emerġenti.
L-analiżi tal-ispazju abjad tidentifika seba 'opportunitajiet ewlenin għall-innovazzjoni fl-industrija tal-materjali tal-ġenerazzjoni li jmiss.
- Hemm diversi materjali li jmiss b'innovazzjoni limitata. Ammont sproporzjonat (bejn wieħed u ieħor 2/3) ta 'innovaturi fl-industrija huma involuti fil-ġilda li jmiss. Dan iħalli s-suf li jmiss, il-ħarir, l-isfel, il-pil, u l-ġlud eżotiċi mhux investiti u taħt l-għeruq, li jipprovdu opportunitajiet abbundanti għal tkabbir futur. Meta mqabbel ma 'l-industrija tal-ġilda, dawn il-materjali l-oħra li jmiss għandhom jirriżultaw f'volum aktar baxx ta' produzzjoni iżda għandhom potenzjal għal profitt ogħla għal kull unità.
- Ir-rapport jenfasizza l-isfidi biex l-ekosistemi tal-ġenerazzjoni li jmiss isiru 100% sostenibbli. Għalkemm l-industrija tinkorpora "materja prima" bħal skart agrikolu u prodotti mikrobjali, il-formulazzjoni tat-tessuti tal-ġenerazzjoni li jmiss ta 'spiss xorta teħtieġ żejt mhux raffinat u materjali perikolużi. Ta 'tħassib partikolari huma polyvinyl chloride u polimeri oħra bbażati fuq il-vinil, li ħafna drabi jinstabu fil-ġilda sintetika. Minkejja d-durabilità tiegħu, huwa wieħed mill-aktar plastiks ta 'ħsara minħabba d-dipendenza tiegħu fuq fjuwils fossili, rilaxx ta' komposti perikolużi, użu ta 'plastiċizzanti ta' ħsara, u rata baxxa ta 'riċiklaġġ. Il-polyurethane b'bażi bijoloġika joffri alternattiva promettenti, iżda għadu fl-iżvilupp. L-awturi jissuġġerixxu li l-innovaturi u l-investituri għandhom jiżviluppaw u jikkummerċjalizzaw verżjonijiet bijodegradabbli u bbażati fuq il-bijo ta 'legaturi, kisjiet, żebgħa, addittivi u aġenti tal-irfinar.
- Huma jinkoraġġixxu l-innovaturi tal-ġeneru li jmiss biex joħolqu 100% fibri sintetiċi bbażati fuq il-bijo biex jiġu miġġielda l-użu tal-poliester. Bħalissa, il-poliester jammonta għal 55% tal-materja prima tat-tessuti kollha prodotti kull sena. Minħabba li huwa bbażat fuq il-pitrolju, huwa meqjus bħala "numru wieħed tal-għadu" fl- industrija tal-moda sostenibbli . Il-poliester huwa materjal ikkumplikat minħabba li bħalissa jaħdem bħala sostituzzjoni ta '"kurrent" għal materjali bħal ħarir u' l isfel. Madankollu, huwa wkoll riskju ambjentali, peress li jista 'jirrilaxxa mikrofibri fl-ambjent. Ir-rapport huwa favur titjib sostenibbli għal strateġiji ta 'ġeneru kurrenti permezz tal-iżvilupp ta' fibri tal-poliester ibbażati fuq il-bijo. L-innovazzjonijiet attwali huma fil-proċess biex joħolqu poliester riċiklabbli, iżda kwistjonijiet ta 'bijodegradabilità ta' tmiem il-ħajja jibqgħu ta 'tħassib.
- L-awturi jħeġġu lill-investituri u lill-innovaturi biex jinkorporaw biofeedstock ġdid f'materjali tal-ġenerazzjoni li jmiss. Fi kliem ieħor, jitolbu skoperti u teknoloġiji ġodda fil-fibri naturali u semi-sintetiċi (ċellulożiċi). Fibri tal-pjanti bħall-qoton u l-qanneb jiffurmaw ~ 30% tal-produzzjoni globali tal-fibra. Sadanittant, semi-sintetiċi bħal rayon jagħmlu ~ 6%. Minkejja li jinġibdu mill-pjanti, dawn il-fibri għadhom jikkawżaw tħassib dwar is-sostenibbiltà. Il-qoton, pereżempju, juża 2.5% tal-art li tinħarat tad-dinja, iżda 10% tal-kimiċi agrikoli kollha. Ir-residwi agrikoli, bħal residwi mir-ross u l-palm taż-żejt, joffru għażliet vijabbli għall-upcycling f'fibri li jistgħu jintużaw. L-alka, li hija 400 darba aktar effiċjenti mis-siġar fit-tneħħija tas-CO2 mill-atmosfera, għandha wkoll potenzjal bħala sors ġdid ta’ materja prima.
- L-analiżi titlob għal aktar versatilità fl-għażliet tat-tmiem tal-ħajja tal-prodotti tal-ġenerazzjoni li jmiss. Skont l-awturi, il-fornituri, id-disinjaturi u l-manifatturi tal-ġenerazzjoni li jmiss għandhom ir-responsabbiltà li jifhmu kif l-għażla tal-materjal tħalli impatt fuq id-destin tal-prodott tagħhom. Sa 30% tat-tniġġis mikroplastiku jista 'joriġina fit-tessuti, li għandhom varjetà ta' xenarji ta 'tmiem il-ħajja. Jistgħu jintremew f'landfill, jinħarqu għall-enerġija, jew jintremew fl-ambjent. Għażliet aktar promettenti jinkludu ri/upcycling u bijodegradazzjoni. L-innovaturi għandhom jaħdmu lejn "ekonomija ċirkolari", fejn il-produzzjoni, l-użu u r-rimi tal-materjal huma f'relazzjoni reċiproka, u jimminimizzaw l-iskart ġenerali. Barra minn hekk, il-materjali għandhom ikunu jistgħu jiġu jew riċiklati jew bijodegradati, u b'hekk jimminimizzaw il-piż tal-konsumatur. Attur potenzjali f'dan il-qasam huwa l-aċidu polilattiku (PLA), derivat tal-lamtu iffermentat, li bħalissa jintuża biex jagħmel plastiks degradabbli. Ħwejjeġ 100% PLA jistgħu jkunu disponibbli fil-futur.
- L-awturi jitolbu timijiet ta 'riċerka u żvilupp (R&D) biex iżidu l-kompetenza tagħhom fil-prinċipji ewlenin tax-xjenza tal-materjali. B'mod partikolari, ir-riċerkaturi u l-iżviluppaturi tal-ġenerazzjoni li jmiss għandhom jifhmu r-relazzjonijiet bejn l-istruttura u l-proprjetà. Il-ħakma ta 'din ir-relazzjoni se tippermetti timijiet ta' R&D biex ikejlu kif proprjetajiet materjali speċifiċi jinfurmaw il-prestazzjoni ta 'materjal u kif jirfinaw il-kompożizzjoni, l-istruttura u l-ipproċessar tal-materjal biex jiksbu l-prestazzjoni mixtieqa. Jekk tagħmel hekk, it-timijiet ta’ R&D jistgħu jduru minn approċċ “minn fuq għal isfel” għal disinn ta’ materjali li jenfasizza d-dehra u s-sensazzjoni ta’ prodott ġdid. Minflok, il-bijomimika tista' tiffunzjona bħala approċċ "minn isfel għal fuq" għad-disinn tal-materjali li jqis is-sostenibbiltà u d-durabilità flimkien mal-estetika tal-materjali tal-ġenerazzjoni li jmiss. Għażla waħda hija li tuża sinteżi ta 'proteini rikombinanti - bl-użu ta' ċelloli ta 'annimali mkabbra fil-laboratorju biex jikbru "ġilda" mingħajr l-annimal innifsu. Pereżempju, "ġilda" mkabbra fil-laboratorju tista 'tiġi pproċessata u ikkunzata bħal ġilda li ġejja mill-annimali.
- Huwa jappella lill-innovaturi biex iżidu l-użu tagħhom tal-bijoteknoloġija, speċifikament fil-qasam tal-inġinerija ċellulari. Ħafna materjali tal-ġenerazzjoni li jmiss jiddependu fuq approċċi bijoteknoloġiċi, bħall-ġilda mkabbra fil-laboratorju msemmija qabel magħmula minn ċelloli kkultivati. L-awturi jenfasizzaw li hekk kif il-bijoteknoloġija tavvanza fil-ħolqien tal-materjal tal-ġenerazzjoni li jmiss, l-innovaturi għandhom ikunu konxji ta 'ħames kunsiderazzjonijiet tal-proċess: l-organiżmu ta' produzzjoni magħżul, il-mod kif ifornu n-nutrijenti lill-organiżmu, kif iżommu ċ-ċelloli "kuntenti" għal tkabbir massimu, kif ħsad/ikkonverti fil-prodott mixtieq, u skala. Skala-up, jew il-kapaċità li jfornu volum kbir ta 'prodott bi spiża raġonevoli, huwa essenzjali biex jitbassar is-suċċess kummerċjali ta' materjal tal-ġenerazzjoni li jmiss. Li tagħmel dan jista 'jkun diffiċli u għali fl-ispazji tal-ġenerazzjoni li jmiss. Fortunatament, numru ta 'aċċeleraturi u inkubaturi huma disponibbli biex jgħinu lill-innovaturi.
Minbarra s-seba 'spazji bojod diskussi, l-awturi jirrakkomandaw li l-industrija tal-materjali tal-ġenerazzjoni li jmiss titgħallem lezzjonijiet mill-industrija tal-proteini alternattiva. Dan huwa dovut għax-xebh taż-żewġ industriji fl-iskop u t-teknoloġija. Pereżempju, l-innovaturi tal-ġenerazzjoni li jmiss jistgħu jħarsu lejn it-tkabbir miċeljali (teknoloġija bbażata fuq il-faqqiegħ). L-industrija tal-proteini alternattiva tuża t-tkabbir miċeljali għall-ikel u l-fermentazzjoni ta 'preċiżjoni. Madankollu, minħabba l-istruttura u l-proprjetajiet uniċi tal-miċelju, hija alternattiva promettenti għall-ġilda. L-industrija tal-materjali tal-ġenerazzjoni li jmiss, bħall-kontroparti tal-proteina alternattiva tagħha, għandha tiffoka wkoll fuq il-ħolqien tad-domanda tal-konsumatur. Mod wieħed biex tagħmel dan huwa permezz ta 'marki tal-moda popolari li jadottaw materjali ħielsa mill-annimali.
B'mod ġenerali, l-industrija tal-materjali tal-ġenerazzjoni li jmiss hija promettenti. Stħarriġ wieħed wera li 94% ta’ dawk li wieġbu kienu miftuħa li jixtruhom. L-awturi huma ottimisti li l-bejgħ ta 'sostituzzjonijiet diretti tal-ġenerazzjoni li jmiss għal materjali bbażati fuq l-annimali se jiżdied sa 80% kull sena matul il-ħames snin li ġejjin. Ladarba l-materjali tal-ġenerazzjoni li jmiss jaqblu mal-affordabbiltà u l-effettività tal-materjali tal-ġenerazzjoni attwali, l-industrija tista 'tmexxi l-ispinta lejn futur aktar sostenibbli.
Avviż: Dan il-kontenut kien inizjalment ippubblikat fuq Faunalytics.org u mhux bilfors jirrifletti l-fehmiet tal-Humane Foundation.
