Materialet e qëndrueshme të gjeneratës tjetër: Mundësitë kryesore të rritjes dhe pasqyrat e tregut

Analizat e hapësirës së bardhë janë raporte të detajuara mbi tregjet ekzistuese. Ata identifikojnë gjendjen e tregut, duke përfshirë produktet, shërbimet dhe teknologjitë që ekzistojnë, cilat kanë sukses, cilat janë në vështirësi dhe boshllëqet e mundshme të tregut për inovacionin dhe sipërmarrjen në të ardhmen. Kjo analizë e detajuar e hapësirës së bardhë të industrisë së materialeve alternative të kafshëve "të gjeneratës tjetër" u formua si vazhdim i një raporti të gjendjes së industrisë së qershorit 2021 nga Iniciativa për Inovacionin e Materialeve. MII është një institut kërkimi për shkencën dhe inovacionin e materialeve të gjeneratës së ardhshme. Në këtë raport, ata bashkëpunuan me The Mills Fabrica, një investitor i njohur në industrinë e materialeve të gjeneratës së ardhshme.

Materialet e gjeneratës së ardhshme janë zëvendësime të drejtpërdrejta për materialet konvencionale me bazë shtazore si lëkura, mëndafshi, leshi, gëzofi dhe fundi (ose "materialet ekzistuese"). Inovatorët përdorin "biomimikrinë" për të kopjuar pamjen, ndjesinë dhe efektivitetin e produkteve shtazore që zëvendësohen. Megjithatë, materialet e gjeneratës së ardhshme nuk janë të njëjta me alternativat e kafshëve "të gjeneratës aktuale" si poliesteri, akriliku dhe lëkura sintetike e bërë nga petrokimikatet si poliuretani. Materialet e gjeneratës së ardhshme priren të përdorin përbërës "me bazë bio" - jo plastikë - në mënyrë që të minimizojnë gjurmët e tyre të karbonit. Materialet me bazë biologjike përfshijnë mikrobet, bimët dhe kërpudhat. Ndërsa jo çdo pjesë e prodhimit të materialit të gjeneratës së ardhshme është tërësisht e bazuar në bio, industria po përpiqet drejt inovacionit të qëndrueshëm përmes teknologjive të reja të kimisë së gjelbër.

Analiza e hapësirës së bardhë identifikon shtatë mundësi kryesore për inovacion në industrinë e materialeve të gjeneratës së ardhshme.

1. Ka disa materiale të gjeneratës së ardhshme me risi të kufizuar. Një sasi joproporcionale (afërsisht 2/3) e novatorëve në industri janë të përfshirë në lëkurën e gjeneratës së ardhshme. Kjo lë leshin e gjeneratës tjetër, mëndafshin, fundin, gëzofin dhe lëkurat ekzotike të nën-investuara dhe të inovuara, duke ofruar mundësi të shumta për rritje në të ardhmen. Krahasuar me industrinë e lëkurës, këto materiale të tjera të gjeneratës së ardhshme do të rezultonin në një vëllim më të ulët të prodhimit, por do të kishin potencial për fitim më të lartë për njësi.
2. Raporti thekson sfidat për t'i bërë ekosistemet e gjeneratës së ardhshme 100% të qëndrueshme. Megjithëse industria përfshin "furnizimet e para" si mbetjet bujqësore dhe produktet mikrobike, formulimi i tekstileve të gjeneratës së ardhshme shpesh kërkon ende naftë dhe materiale të rrezikshme. Shqetësues të veçantë janë kloruri i polivinilit dhe polimerët e tjerë me bazë vinili, të cilat shpesh gjenden në lëkurën sintetike. Pavarësisht qëndrueshmërisë së saj, ajo është një nga plastika më të dëmshme për shkak të mbështetjes së saj në lëndët djegëse fosile, çlirimit të komponimeve të rrezikshme, përdorimit të plastifikuesve të dëmshëm dhe shkallës së ulët të riciklimit. Poliuretani me bazë bio ofron një alternativë premtuese, por është ende në zhvillim. Autorët sugjerojnë që novatorët dhe investitorët duhet të zhvillojnë dhe komercializojnë versione të biodegradueshme, të biodegradueshme të lidhësve, veshjeve, ngjyrave, aditivëve dhe agjentëve përfundues.
3. Ata inkurajojnë novatorët e gjeneratës së ardhshme të krijojnë fibra sintetike 100% të bazuara në bio për të kundërshtuar përdorimin e poliesterit. Aktualisht, poliesteri përbën 55% të të gjitha lëndëve të para tekstile të prodhuara çdo vit. Për shkak se është i bazuar në naftë, konsiderohet "armiku publik numër një" në industrinë e qëndrueshme të modës . Poliesteri është një material i ndërlikuar në atë që aktualisht funksionon si një zëvendësues i "gjenerës së tanishme" për materiale të tilla si mëndafshi dhe poshtë. Megjithatë, është gjithashtu një rrezik mjedisor, pasi mund të lëshojë mikrofibra në mjedis. Raporti mbron përmirësime të qëndrueshme në strategjitë e gjeneratës aktuale nëpërmjet zhvillimit të fibrave poliestër me bazë bio. Inovacionet aktuale janë në proces për të krijuar poliestër të riciklueshëm, por çështjet e biodegradueshmërisë në fund të jetës mbeten një shqetësim.
4. Autorët inkurajojnë investitorët dhe novatorët që të përfshijnë lëndë të reja bioushqyese në materialet e gjeneratës së ardhshme. Me fjalë të tjera, ata bëjnë thirrje për zbulime dhe teknologji të reja në fibrat natyrore dhe gjysmë sintetike (celulozike). Fijet bimore si pambuku dhe kërpi përbëjnë ~ 30% të prodhimit global të fibrave. Ndërkohë gjysmë sintetikët si pëlhura prej fije artificiale përbëjnë ~6%. Pavarësisht se janë nxjerrë nga bimët, këto fibra ende shkaktojnë shqetësime për qëndrueshmërinë. Pambuku, për shembull, përdor 2.5% të tokës së punueshme në botë, megjithatë 10% të të gjitha kimikateve bujqësore. Mbetjet bujqësore, të tilla si mbetjet nga orizi dhe vaji i palmës, ofrojnë mundësi të qëndrueshme për riciklimin në fibra të përdorshme. Algat, të cilat janë 400 herë më efikase se pemët në largimin e CO2 nga atmosfera, gjithashtu kanë potencial si një burim i ri i lëndëve ushqyese biologjike.
5. Analiza kërkon rritjen e shkathtësisë në opsionet e fundit të jetës së produkteve të gjeneratës së ardhshme. Sipas autorëve, furnitorët, projektuesit dhe prodhuesit e gjeneratës së ardhshme kanë përgjegjësinë për të kuptuar se si përzgjedhja e materialit ndikon në fatin e produktit të tyre. Deri në 30% të ndotjes mikroplastike mund të ketë origjinën në tekstile, të cilat kanë një sërë skenarësh të fundit të jetës. Ato mund të hidhen në një landfill, të digjen për energji ose të hidhen në mjedis. Opsionet më premtuese përfshijnë riciklimin dhe biodegradimin. Inovatorët duhet të punojnë drejt një "ekonomie rrethore", ku prodhimi, përdorimi dhe asgjësimi i materialit janë në një marrëdhënie reciproke, duke minimizuar mbetjet e përgjithshme. Për më tepër, materialet duhet të jenë në gjendje të riciklohen ose të biodegradohen, duke minimizuar barrën e konsumatorit . Një lojtar i mundshëm në këtë fushë është acidi polilaktik (PLA), një derivat i niseshtës së fermentuar, i cili aktualisht përdoret për të bërë plastikë të degradueshme. Veshjet 100% PLA mund të jenë të disponueshme në të ardhmen.
6. Autorët bëjnë thirrje për ekipe të kërkimit dhe zhvillimit (R&D) për të rritur ekspertizën e tyre në parimet thelbësore të shkencës së materialeve. Në veçanti, studiuesit dhe zhvilluesit e gjeneratës së ardhshme duhet të kuptojnë marrëdhëniet strukturë-pronë. Zotërimi i kësaj marrëdhënieje do t'i lejojë ekipet e R&D të vlerësojnë se si vetitë specifike të materialit informojnë performancën e një materiali dhe si të rregullojnë përbërjen, strukturën dhe përpunimin e materialit për të arritur performancën e dëshiruar. Bërja e kësaj mund të ndihmojë ekipet e R&D të lëvizin nga një qasje "nga lart-poshtë" në dizajnin e materialeve që thekson pamjen dhe ndjesinë e një produkti të ri. Në vend të kësaj, biomimikry mund të funksionojë si një qasje "nga poshtë-lart" për dizajnin e materialeve që merr parasysh qëndrueshmërinë dhe qëndrueshmërinë përveç estetikës së materialeve të gjeneratës së ardhshme. Një opsion është përdorimi i sintezës së proteinave rekombinante - duke përdorur qelizat e kafshëve të rritura në laborator për të rritur "lëkurën" pa vetë kafshën. Për shembull, "lëkura" e rritur në laborator mund të përpunohet dhe të nxirret si lëkura me origjinë shtazore.
7. Ai kërkon që novatorët të rrisin përdorimin e tyre të bioteknologjisë, veçanërisht në fushën e inxhinierisë celulare. Shumë materiale të gjeneratës së ardhshme mbështeten në qasjet bioteknologjike, të tilla si lëkura e lartpërmendur e rritur në laborator e bërë nga qeliza të kultivuara. Autorët theksojnë se ndërsa bioteknologjia përparon në krijimin e materialeve të gjeneratës së ardhshme, novatorët duhet të kenë parasysh pesë konsiderata të procesit: organizmin e zgjedhur të prodhimit, mënyrën për të furnizuar trupin me lëndë ushqyese, si t'i mbani qelizat "të lumtura" për rritjen maksimale, si të korrje/shndërrim në produktin e dëshiruar dhe shkallëzimi. Rritja e shkallës, ose aftësia për të ofruar një vëllim të madh të një produkti me një kosto të arsyeshme, është çelësi për të parashikuar suksesin komercial të një materiali të gjeneratës tjetër. Të bësh këtë mund të jetë e vështirë dhe e shtrenjtë në hapësirat e gjeneratës tjetër. Për fat të mirë, një numër i përshpejtuesve dhe inkubatorëve janë në dispozicion për të ndihmuar novatorët.

Përveç shtatë hapësirave të bardha të diskutuara, autorët rekomandojnë që industria e materialeve të gjeneratës tjetër të mësojë mësime nga industria alternative e proteinave. Kjo është për shkak të ngjashmërive të dy industrive në qëllim dhe teknologji. Për shembull, novatorët e gjeneratës së ardhshme mund të shikojnë rritjen e micelieve (teknologji e bazuar në kërpudha). Industria alternative e proteinave përdor rritjen e micelieve për ushqim dhe fermentim të saktë. Megjithatë, për shkak të strukturës dhe vetive unike të miceli, ai është një alternativë premtuese ndaj lëkurës. Industria e materialeve të gjeneratës tjetër, si homologja e saj alternative e proteinave, duhet gjithashtu të fokusohet në krijimin e kërkesës së konsumatorëve. Një mënyrë për ta bërë këtë është përmes markave të njohura të modës duke adoptuar materiale pa kafshë.

Në përgjithësi, industria e materialeve të gjeneratës tjetër është premtuese. Një sondazh tregoi se 94% e të anketuarve ishin të hapur për t'i blerë ato. Autorët janë optimistë se shitjet e zëvendësimeve të drejtpërdrejta të gjeneratës së ardhshme për materialet me bazë shtazore do të rriten deri në 80% çdo vit gjatë pesë viteve të ardhshme. Sapo materialet e gjeneratës së ardhshme të përputhen me përballueshmërinë dhe efektivitetin e materialeve të gjeneratës aktuale, industria mund të drejtojë lëvizjen drejt një të ardhmeje më të qëndrueshme.