انقلاب در صنعت مد: وقتی بیوتکنولوژی با لباسهای شما گره میخورد
تصور کنید لباسهایی بپوشید که از تارهای عنکبوت، ریشه قارچ یا حتی جلبک ساخته شدهاند! این دیگر یک داستان علمی تخیلی نیست؛ بلکه آینده صنعت مد و پوشاک است که توسط شرکتهای نوآور در حال رقم خوردن است. طبیعت، بزرگترین طراح سیاره ماست و بیولوژیستهای مصنوعی با الهام از آن، در حال تغییر و تحول در نحوه تولید مواد اولیه لباسها هستند. هدف؟ ساخت موادی قویتر، پایدارتر و با عملکرد بهتر از هر آنچه تا امروز دیدهایم.
این رویکردهای جدید، با استفاده از زیستشناسی مصنوعی (Synthetic Biology)، نویدبخش عصری هستند که در آن، عملکرد بالا و پایداری زیستمحیطی در صنعت مد دست در دست هم حرکت میکنند. بیایید ببینیم چطور این اتفاق میافتد.
مهندسی پروتئین: ساخت موادی قویتر از فولاد
مدتها است که زیستشناسان مصنوعی با دستکاری اطلاعات ژنتیکی سلولهای زنده، مواد شیمیایی خاصی را تولید میکنند. اما حالا، مهندسی طرحهایی که ساختارهای پیچیدهتری را شکل میدهند، پتانسیل بسیار بیشتری دارد. بهترین مثال آن، ابریشم عنکبوت است؛ مادهای که پنج برابر قویتر از فولاد است و اکنون به جای عنکبوتهای واقعی، توسط میکروبها از طریق تخمیر تولید میشود!
شرکت ژاپنی Spiber Inc. در این زمینه پیشگام است. دیوید لیپس، محقق این شرکت، میگوید: “پرورش عنکبوتها برای تولید انبوه ابریشم منطقی نیست، چون آنها یکدیگر را میخورند و برداشت تار از هر عنکبوت بسیار زمانبر است.” Spiber ابریشم مهندسی زیستی شدهای تولید کرده که حتی از ابریشم طبیعی هم بهتر است؛ مثلاً برخلاف ابریشم طبیعی، آب گریز است و در تماس با آب جمع نمیشود. این پیشرفت میتواند در بسیاری از کاربردهای لباسهای بیرونی تغییر بزرگی ایجاد کند.
Spiber در ۱۲ سال گذشته، در دستکاری ژنتیکی ابریشم پیشرو بوده و همچنین مواد پروتئینی دیگری را با طراحی مولکولی، تخمیر و نمونهسازی سریع تولید کرده است. لیپس توضیح میدهد که چگونه با تغییر ترکیب مولکولی پروتئینها، میتوان عملکرد ماده را به شدت تغییر داد و خواصی مثل تحمل گرما یا رطوبت خاص، انعطافپذیری بیشتر یا سختی شدید را ایجاد کرد. Spiber حتی با شرکت The North Face همکاری کرده تا کاپشن اسکی پیشرفتهای به نام Moon Parka را تولید کند.
پلتفرمهای مونتاژ مولکولی: رشد مواد به جای سنتز آنها
در Ecovative Design، مواد سنتز نمیشوند، بلکه رشد میکنند! این شرکت از میسلیوم (Mycelium)، ساختار ریشهمانند قارچها، برای تولید مواد پیچیده استفاده میکند. این مواد اغلب از نظر زیستمحیطی سازگارترند و عملکرد بهتری نسبت به مواد صنعتی موجود دارند.
اِبِن بایر، بنیانگذار و مدیرعامل Ecovative، این شرکت را در سال ۲۰۰۷ راهاندازی کرد تا از سرعت رشد فوقالعاده میسلیوم، مقاومت حرارتی بالا و قابلیتهای عایقبندی آن برای مقابله با چالشهای تولید زیستی استفاده کند. امروزه، Ecovative Design در نیویورک میلیونها پوند محصول مبتنی بر میسلیوم را به صنایع بزرگ جهان تحویل میدهد.
یکی از محصولات برجسته آنها MycoFlex است؛ “فوم خالص و با عملکرد بالای میسلیوم” که تنها در ۹ روز رشد میکند و میتوان از آن در همه چیز، از منسوجات گرفته تا کفش، استفاده کرد. بایر میگوید: “ماموریت ما استفاده از فناوری میسلیوم به عنوان یک پلتفرم مونتاژ مولکولی برای مقابله با بزرگترین مشکلات سیاره ماست.” MycoFlex که در صنعت پوشاک به عنوان جایگزین چرم استفاده میشود، مانند یک ورق در هوای آزاد رشد میکند و میتوان خواص آن را برای ساخت یک ماتریس کاملاً طبیعی و شکلگرفته تنظیم کرد.
جالب است بدانید که صنعت پوشاک، پس از نفت، دومین آلاینده بزرگ صنعتی است و ۱۰ درصد از انتشار جهانی کربن را به خود اختصاص میدهد. Ecovative Design با مواد میسلیوم، راه حلی پایدار برای این مشکل ارائه میدهد. به عنوان مثال، آنها در حال توسعه جایگزینی برای فوم EVA در کفشهای کتانی هستند. فوم EVA معمولاً قابل بازیافت نیست، اما کفی کفشهای Ecovative Design میتوانند کمپوست شوند!
جلبکها: نیروگاههای تولید مواد
در حالی که برخی مواد زیستی (مثل ابریشم عنکبوت) برای مهندسی ژنتیک بسیار مناسباند و برخی دیگر (مثل میسلیوم) میتوانند به ساختارهای دلخواه تبدیل شوند، مواد زیستی دیگر با ترکیب مهندسی متابولیک سویههای مصنوعی با شیمی آلی تولید میشوند. Checkerspot، مستقر در برکلی کالیفرنیا، در مهندسی میکروجلبکها برای تولید روغنهای زیستبایه تخصص دارد. این روغنها میتوانند در فرآیندهای شیمیایی بعدی برای سنتز محصولاتی استفاده شوند که تولیدشان به روشهای دیگر دشوار است.
دکتر اسکات فرانکلین، دانشمند و رئیس دفتر علمی Checkerspot، میگوید: “ما از میکروجلبکهای پرچربی (حدود ۷۰ درصد چربی) برای تولید روغنهایی استفاده میکنیم که به سختی از طریق مواد شیمیایی تولید میشوند.”
صنعت پوشاک همیشه مجبور بوده بین عملکرد و پایداری یکی را انتخاب کند. مثلاً، بیشتر لباسهای ورزشی ضدآب از پوششهایی استفاده میکنند که حاوی ترکیبات پرفلورین (PFAS) هستند؛ موادی که سمی بوده و به محیط زیست آسیب میرسانند. Checkerspot با کمک زیستشناسی مصنوعی و شیمی، در حال تولید روغنهای زیستبایه بهتر است تا موادی با خواص آبگریزی مشابه یا حتی برتر از مواد مضر قبلی تولید کند. آنها حتی روی محصولات دفعکننده روغن نیز کار میکنند که چالش بسیار دشواری است.
Checkerspot همچنین روغن جلبک را به شریک خود، Beyond Surface Technologies (BST)، به عنوان جایگزینی برای روغن پالم ارائه کرده است، چرا که اتحادیه اروپا سوختهای زیستی مشتق شده از روغن پالم را “ناپایدار” مینامد. همکاری Checkerspot با شرکتهای شیمیایی بزرگ نشان میدهد که مزایای منحصر به فرد میکروجلبکها برای مواد پیشرفته به سرعت در حال شناخته شدن است.
آینده پوشاک در دستان طبیعت و علم
در دنیایی که ارگانیسمها را میتوان برای تولید انسولین، سوختهای زیستی و حتی کانابینوئیدها مهندسی کرد، منطقی است که از ظرفیت عظیم آنها برای تولید ساختارهای ماکرومولکولی و تجدیدپذیر با ویژگیهای قابل تعریف و رفتارهای قابل برنامهریزی استفاده کنیم. Spiber، Ecovative Design و Checkerspot، سه شرکت پیشگام در این حوزه، با به کارگیری رویکردهای زیستشناسی مصنوعی، پادشاهان در حال ظهور عصر جدید پوشاک هستند؛ عصری که در آن عملکرد بالا و پایداری همزمان وجود دارند.
