Mantis’ skod tøj…

Jojo, den er skam go nok:-) Filtrene fra cigaretter kan benyttes til at lave tøj af.  Det er lige præcis hvad designeren   Alexandra Guerrero har gjort, i hendes Mantis koncept.

Godtnok er skodderne, som hun iøvrigt siger at have fundet på gaden, blandet op med uld, hele 90%…

Selv om det måske lyder syret, at lave tøj af cigaret-filtre, så er det ikke helt så langt ude, som det måske umiddelbart lyder; cigaret-filtre består (ofte) af cellulose acetat, et polymer-materiale der er ganske kendt som tekstilt materiale. -Nemlig som fór-stof. Jeg har tidligere skrevet om cellulose acetate.

-Men kreativt, det er det! Point herfra til MANTIS for ide-righed:-)

 

Innovative regenererede tekstilfibre – af protein

Og jeg fortsætter ufortrødent med at følge med, efter de forrige indlæg om innovative regenererede tekstilfibre; endnu flere innovative anvendelser af metoderne til regenerering af organisk materiale til tekstile fibre, denne gang er udgangspunktet protein-baseret.

Ved sidste års amerianske BioDesign Challenge, var det en gruppe studerende fra Fashion Institute of Technology i New York der vandt, med deres bidrag af strikket alginat. Alginat fra alger var forinden blevet ‘wet-spundet’ til ‘filament’ ved at ekstrudere alginat-masse ud i calcium klorid opløsning (i øvrigt samme metode der benyttes ved spherification indenfor molekylær gastronomi), i forskellige blandingsforhold med  polysaccharidet chitosan (som også kort blev beskrevet i dette indlæg) og eddike syre.

 

I Schweiz har en forskerspire, Philipp Stössel / ETH Zürich) arbejdet med at fremstille tekstil fibre af gelatine fra slagteri affald (ja, det samme som husblas. Og ja, fremstillingen af det, ER ret ulækker;-)), der er blevet strikket til en handske, der rent faktisk var vandfast.

 

 

Hvad der er ganske interessant er at gelatine (kollagen-protein) også findes i det kommercielt tilgængelige tekstil materiale, UMORFIL®, hvor kollagen stammer fra fiskeskæl, og blandes med viskose-processeret cellulose, inden materialet spindes/størknes som tekstil fiber.

Fra et thaiwansk spinderi, er nedenstående hentet:

1. Beauty fiber is a recycled fiber of animal protein materials; it is composed by collagen peptide amino acid and rayon fiber, which can be decomposed by earth.

2. fabric made from UMORFIL is friendly to the skin with moisture function, cozy to wear, and the most unique point of this fabric is collagen peptide amino acid ingredient will keep active even after washing, which provide a persistent quality and functionality for the textile products.

Jeg gad VIRKELIG godt have noget af dette tekstile materiale mellem fingrene. -Og i mikroskopet:-)

Og nåeh ja, så er der seføli også lige Adidas’ spider-sko; af rekombinant produceret edderkoppe-silke. Jeg har tidligere skrevet om denne slags laboratorie-fremstillede bio-materialer. Superspændende, perspektiv-rigt initiativ!

© adidas Group (photographer: Hannah Hlavacek)

Det er skisme spændende! Det bliver virkelig interessant at følge udviklingen. Og forhåbentlig selv komme til at fremstille noget lignende!

Innovative regenererede tekstilfibre

Jeg har, i et tidligere indlæg, skrevet om innovative anvendelser af metoderne til regenerering af organisk materiale til tekstile fibre. Om Orange Fiber af appelsinskraller, ReNewcell af kasseret tøj, QMilk af fødevare-uegnet mælke-protein, og Soya protein fra tofu-produktion.

Udnyttelse af biprodukter til fremstilling af regenererede tekstilfiber

 

-Men det stopper ikke der. Tvært imod, faktisk. Det PIPLER frem med innovative, kreative, funktionelle og lækre tekstile fibre:-)

 

Et af de mere kreative, er det hollandske Mestic-initiativ, hvor seje Jalila Essaïdi benytter kokasser (ja!) til at udvinde cellulose, såvel som andre kemiske forbindelser, til fremstilling af bioplast og regenererede cellulose fibre. Udviklingsarbejdet, der er foregået i samarbejder med H&M,  har opnået stor berettiget opmærksomhed og anerkendelse ved at vinde den nylige Global Change Award, der afiklers med H&M foundation.

 

ReFibra®, som Rachel Kollerup just har skrevet så fint om, er (endnu) en regenereret cellulosefiber, hvor udgangsmaterialet er kasseret tekstil. Producenten er Østrigske Lenzing, der ud over ReFibra® og Tencel® også producerer Lenzing Viskose® og Lenzing Modal®.

 

Også biomaterialer fra krabber og andet hav-kræ, polysacchariderne chitin og chitinosan, benyttes til fremstilling af tekstile materialer.

CRABYON®, fra japanske Omikenshi, er et eksempel på en sådan fiber, der benyttes til for eksempel baby/børne undertøj, strømper og undertøj.

     

Produktions-processen, hvor polysaccharidet chitin udvindes fra krabbe-skaller, præsentere her af italienske Tec Service

 

 

 

 

 

Refibra – og noget om solventer til opløsning af cellulose

Rachel Kollerup har skrevet så fint et indlæg om ReFibra™ fiberen. -Med fokus på miljøaspekterne ved de forskellige regenererede cellulose-fibre.

TENCEL® har fået en søster og nu er hun klassens darling, no. 1 bæredygtig fiber

Jeg har tidligere skrevet om regenererede tekstilfibre.

Udnyttelse af biprodukter til fremstilling af regenererede tekstilfiber

-hvor jeg præsenterer de særdeles spændende perspektiver der er i at benytte biprodukter, som appelsinskraller fra juice-produktion, kasseret tøj, protein fra mælk der er uegnet til menneskeføde og rest-protein fra tofu-produktion. Siden det oplæg blev skrevet, er der kommet endnu flere spændende bud på tilvejebringelse af udgangsmaterialet, cellulose, på forsvarlig vis (blog-indlæg på beddingen)

Fremstillede cellulose-baserede tekstilfibre

-med uddrag fra Lenzings sustainability rapporter, hvor miljømæssige aspekter ved deres produktion af cellulose-fibre adressers

Innovative cellulosebaserede tekstilfibre af bambus

-hvor nogle alternativer til de ofte “green-washede” bambus-viskose tekstil fibre præsenteres.

Gennemgående, når biologisk materiale skal opløses og regenereres, handler det om at finde velegnede metoder til netop at få opløst materialet, og derefter få det regenereret i en ønsket form, for eksempel i fiber-form. Der finde ganske mange forskellige kemiske metoder til dette, og der foregår særdeles meget forskning og udvikling på området. Afgørende, i forhold til at metoderne er bæredygtige, er at de er måde miljøvenlige, etisk forsvarlige og økonomisk rentable. I forhold til miljø-aspektet, er det særdeles interessant at orienter sig i forhold til mindsettet bag de 12 “green chemistry” principper.

 

Formuleringen af principperne herunder er hentet direkte fra den danske wiki:

  1. Så vidt det er muligt undgå affald. Det er bedre at forebygge affaldsdannelsen end at skulle skille sig af med affaldet.
  2. Der skal opnås høj atomøkonomi dvs. at kemiske produkter i forbindelse med fremstillingen, så vidt muligt skal indgå i det færdige produkt, så der dannes mindre spild.
  3. Ved syntetisk fremstilling af stoffer skal der tilstræbes, at anvende mindre sundhedsskadelige kemiske stoffer.
  4. Virksomhederne skal bestræbe sig på at fremstille sikrere stoffer, der er funktionelle og ufarlige.
  5. Der skal anvendes mindre farlige kemiske stoffer, som katalysatorer og kemiske opløsningsmidler.
  6. Energieffektiviteten skal være så god som mulig. De kemiske processer skal udformes således, at de kræver mindst mulig energiforbrug ved fremstillingen.
  7. Virksomhederne skal så vidt muligt bruge fornybare resurser ved fremstillingen. Råstoffer skal hellere være fornybare end udtømmelige.
  8. Reducere derivatisering dvs. at en forbindelse kan afledes af en anden forbindelse. De synteser der indgår i processen skal udformes således, at man undgår at fremstille beskyttede grupper.
  9. Anvend katalysatorer. Ved brugen af katalysatorere minimeres spildet ved støkiometriske reaktioner og energiforbruget nedsættes.
  10. Virksomhederne skal udvikle stoffer, der er nedbrydelige i naturen. Stofferne må ikke skade vores miljø.
  11. Virksomhederne skal overvåge processerne og sikre, at der ikke sker uheld i forbindelse med processen.
  12. De kemiske processer skal foregå på en måde der forbygger uheld og udslip.

I forbindelse med opløsning af cellulose, med NMO i forhold til NaOH/CS2, er det for eksempel pkt 1, der imødekommer, idet der er bedre basis for at generere mindre affald (spildevand) med produktion i lukket system. Og pkt 5, idet der benyttes mindre farlige kemiske opløsningsmidler (solventer).

 

 

 

Tekstilfibre af lab-fremstillede (rekombinante) proteiner

2015-07-24-1437765014-8619988-boltthreads-thumb

At proteiner kan spindes (i betydningen; fiberfremstilles) af mennesker, til tekstile fibre, er på ingen måde nyt. Faktisk startede det for et par århundreder siden, da man eksperimenterede med vådspinding af de såkaldte Azlons; regenererede/fremstillede tekstilfibre af protein. -Den tekstilfiber, der formentlig er bedst kendt, er mælkeprotein-fiberen, men også sojaproteinfiber og majsproteinfiber er ret let at skaffe sig, fx i velassorterede garn-forretninger. I sin tid skrev jeg en lille artikel om mælkeprotein-fibrene.

Istedet for at benytte proteiner fra fx køer, sojaplanter eller majskolber, er der efterhånden stadig flere beretninger om laboratorie-fremstilling af protein til tekstilfibre. Protein-fibre kender vi jo i forvejen som særdeles komfortable materialer til beklædning; både uld og silke er protein-fibre. Uld og silke er naturlige tekstilfibre. Ved at fremstille protein til fiberfremstilling i bioreaktorer, behøver vi ikke “dyrke” får eller silkeorme, for at høste deres fibre. Derved muliggøres mere miljøvenlig og dyre-etisk fremskaffelse af udgangsmaterialet for tekstiler. Man kan snildt forestille sig at også de ovenfor nævnte azlon-proteiner, kasein, soja-protein og majs-protein, kan fremstilles rekombinant vha mikroorganismer, i stedet for at skulle “dyrke” henholdsvis køer, sojaplanter eller majs.

SPIBER_LOGO

Det japanske firma Spiber fremstiller edderkoppesilkeprotein vha bakterier; såkaldt rekombinant udtryk af protein (på samme måde som fx insulin til mennesker kan fremstilles vha bakterier). Dette materiale af edderkoppeprotein benyttes til at fremstille tekstilfibre, og sammen med firmaet North Face er der blevet  fremstillet en parka.

north-face-moon-parka-4

North Face – Spiber Moon Parka Jacket – Synthetic Spider Silk Fabric …

nav.logo

Foretagenet Bolt Threads fremstiller også protein vha bakterier, for eksempel silkeprotein, med henblik på at kunne producere silkeprotein i stor skala, og med mulighed for at modificere proteinet.

Screen Shot 2016-05-06 at 23.57.30

Når proteiner fremstilles på denne måde, i bioreaktorer vha bakterier eller gær, er der uanede muligheder for at ændre på proteinet, så det får nye egenskaber. Et mere ekstremt eksempel er modificering af silke-proteinet så det blev selvlysende, ved at koble sekvensen for GFP til sekvensen for fibroin, inden dette kombi-protein blev udtrykt af mikroorganismer (omtalt i dette indlæg).

Fluorescent-Cocoons-Crop

Også firmaet Kraiglabs fremstiller protein, der har ændrede egenskaber, i forhold til naturlig silke; det såkaldte Monster Silk™

logo

KraigLabs fiber er fremstillet af protein der er en “blanding” af edderkoppens og silkeormens silke. De har blandet opskriften (sekvensen) fra de 2 proteiner, og får fibrene fremstillet ved hjælp af transgene silkeorm.

monster-spider-silk-moths

Ved at blande sekvenserne fra de 2 naturlige silkespindere, edderkop og silkeorm, opnår firmaet en markant stærkere og mere fleksibel fiber en kommercielt tilgændeligt silke.

Spændende at se hvad fremtiden bringer!

 

 

Udnyttelse af biprodukter til fremstilling af regenererede tekstilfiber

I Italien er der blevet udviklet regenererede cellulosefibre af biproduktet fra appelsinjuice-fremstilling, de såkaldte Orange fiber.

orange-fiber-logo_orange-fiber - stillebenorange-fiber-logo

Kan vi mon gøre det samme med biproduktet fra dansk æblemost-fremstilling? Eller andre cellulose-holdinge biprodukter?

I sverige benyttes cellulose fra vort aflagte bomulds-tøj til fremstilling af nye regenererede cellulose-fibre: Renewcell

logo-renewcell1 renewcell-klanning1

I tyskland sysler Anke Domaske og hendes team ved QMILK med at fremstille regenereret protein-fiber (Azlon) af kasein fra mælk, der er uegnet som fødevare.

qmilk-collage-e1405507408430

I japan udnytter man, efter sigende, protein-kagen fra tofu fremstilling til at lave soja-proteinfibre.

fiber_soy

soyafiber

Selv arbejder jeg med at udnytte det keratin-holdinge biprodukt fjer til fremstilling af fiber eller nonwoven elektrospundet tekstil. -Der er endnu et stykke vej, men det er super spændende:-)

fjer

Og, der må AFGJORT være andre biprodukt-fraktioner i Danmark, der må kunne udnyttes til materiale- og/eller fiberfremstilling. Igang – igang – igang!

 

Innovative cellulosebaserede tekstilfibre af bambus

Fremstilling af cellulosefibre er på ingen måde nyt; metoden har været kendt i mere end 100 år, og tekstilfibrene har en ganske stor markedsandel på det globale marked. Indenfor de seneste år er der kommet nye virkelig spændende innovative fibre til:

Monocel er et svensk foretagende, hvor bambus omdannes til tekstilfibre. lgo_monocel_03Hvor viskose jo godtnok benytter sig af fornybar ressourse som råvare, nemlig typisk træ, er selve den kemiske forarbejdning af materialet til fibre særdeles miljøbelastende. Lenzings Tencel benytter sig af mindre harsk kemi, og cloosed-loop manufacturing til af fremstille Lyocell. Monocel benytter samme kemiske lyocell metode, men råmaterialet her er bambus, en særdeles hurigt voksende afgrøde, der derved bidrager positivt til atmosfærens CO2 niveau, drivhuseffekteen.

Monocel er for nylig udvalgt som en af 9 LAUNCH Nordic Initiativer

 

Litrax er et schweitzisk foretagende, der bl.a. fremstiller bastfibre fra bambus.

Litrax2

Til at frigøre fibrene fra det øvrige plantemateriale, benyttes enzymatiske processer, hvilket dels er særdeles miljøvenligt, dels er det skånsomt for fiberen, der således bibeholder styrken. Tekstiler af disse naturlige bambusfibre skulle udmærke sig ved følgende:

»Kølende at bære om sommeren (Litrax Bio bambus fiber)
»Varmebevarende og isolerende om vinteren (Litrax Thermo bambus fiber)
»Hyperblød som kashmir
»Luftpermeable så stoffet ikke opleves som “tæt”.
»Klistrer ikke til kroppen, heller ikke når kroppen er opvarmet
»I håndklæder: ekstremt hurtig og stærkt vandabsorberende.
»Reduktion kroppens overfladetemperatur
»Absorberer kropslugt
»Skinnende glans som silke

 

Bæredygtige innovations initiativer – LAUNCH Nordic

LAUNCH er et strategisk partnerskab mellem NASA, NIKE, The U.S. Agency for International Development (USAID) & The U.S. Department of State.

LAUNCH Nordic, som er skabt i samarbejde med LAUNCH, er en global innovationsplatform bestående af IKEA, Novozymes, Kvadrat, 3GF, Miljøministreriet, Grøn omstillingsfond, København kommune og Vinnova.

I juni i år var der deadline for indgivelse af innovative bæredygtige initiative, med potentiale til at transformere systemet for tekstiler, metervarer og fibre, til at have lavest mulig miljøbelastning og/eller fremme social lighed.

9 virkelig spændende initiativer er udvalgt, og kommer nu onder “kærlig” behandling i LAUNCH Nordic Forummet, hvor formålet er at samarbejde omkring hvad der skal til for at modne og opskalere initiativet. Initiativerne er:

  • BETTER COTTON INITIATIVE (Switzerland)
  • GREEN LEATHER CRUST (Germany)
  • MONOCEL (Norway)
  • NANO-DYE (USA)
  • PURE WASTE (Finland)
  • RE:NEWCELL (Sweden)
  • RETURNITY WORKWEAR (Netherland)
  • THE EXTENDED CLOSED LOOP (Germany, Student Innovator)
  • VIGGAUS (Denmark)

Det bliver virkelig spændende at følge disse initiative fremover.

Er viskose bæredygtigt?

Jeg har allerede skrevet argumenter for at Lenzings viskose er mere bæredygtigt end hovedparten af det viskose, der produceres i verden i et tidligere indlæg. Dette ud fra den præmis at viskose som udgangspunkt ikke er særlig miljøvenligt. Efterfølgende er jeg kommet til at tænke over om denne præmis holder, og jeg har researched lidt.
Viskose er jo en regenereret tekstil-fiber, altså naturligt udgangsmateriale, men kemisk bearbejdet til tekstilfibre. Derfor kaldes den også bl.a. semi-syntetisk. Fiberen har ganske mange år på bagen, blev udviklet tilbage i for-forrige århundrede, og metoden hvor carbon disulfid (CS2) reagerer med cellulose under basiske betingelser, blev patenteret helt tilbage i 1894! Udover regulær viskose findes også HWM rayon (high-wet-modulus rayon) eller modal, der udmærker sig ved højere vådstyrke end regulær viskose, men iøvrigt har de samme gode brugs- og rengørings-egenskaber (http://en.wikipedia.org/wiki/Rayon)
Lenzing gør i deres bæredygtigheds-rapporter ganske meget ud af hvorledes fx CS2 genindvindes og genanvendes i lukket system, som det blev beskrevet i forrige viskose-indlæg.
Vdr. træ som udgangsmateriale, så er brug af dette materiale bæredygtigt om der bindes lige så meget CO2 i ny træmasse, som der frigives ved anvendelse af træmasse til produktion. Altså skal det sikres at det globale skovareal ikke mindskes ved skovhugst, fx ved at anvende FSC certificeret træ. Ud over bøgetræ, kan også anvendes andre cellulose kilder, så som eukalyptus og bambus, der er mere hurtigvoksende end bøgetræ.

Støtter man sig til SACs materialedatabase, scorer viskose af træ blot 17,3, ud af maximalt 50. Jo højere score, jo mere bæredygtigt vurderes materialet at være. Øvrige relevante tekstiler opnår disse scorer:

  • Lyocell: 30,2
  • Cotton fabric, knit: 26,6
  • Modal: 21
  • Cotton fabric, woven: 20,4
  • Rayon-viscose fabric bamboo: 18,3
  • Rayon-viscose fabric, wood: 17,3

Så… Er viskose bæredygtigt? I følge SACs vurderinger, der er baseret på mange års intensivt arbejde med vurdering af miljø-belastning, er det på ingen måde. I SACs analyser er der dog anvendt en såkaldt “repræsentativ forsyningskæde”. Så, der findes givetvis produktions-faciliteter, hvor der virkelig er gjort end indsats, der er større end gennemsnittet, for at mindske den miljømæssige belastning ved fremstilling at viskose. Og i så fald er fremstilling af viskose måske alligevel knap så miljøbelastende. Ellers bliver fremstilling af viskose faktisk vurderet til at være mere miljøbelastende end både de øvrige regenererede cellulose-fibre, samt bomuld.

I vurderingen i SACs MSI materialedatabase, tages der hensyn til 4 områder, der vægtes lige: 

  • Kemi
  • Energi og drivhus-gasser (GHG)
  • Vand og land-areal behov
  • Fysisk affald

Datamaterialet for bestemmelse en miljøbelastningsscore er offentliggjorte LCA-studier, industri rapporter og leverandør-afledte oplysninger. Score beregnes ud fra en repræsentativt forsyningskæde.

Under “kemi” vurderes effekten af fremstilling af tekstilet i forhold til carcinogenisitet (kræftfremkaldende), akut forgiftning, kronisk forgiftning og hormonforstyrrende stoffer. Under Fysisk affald vurderes kategorierne: farligt (hazardous), “Municipal solid waste” (Fast kommunalt affald), Industrielt affald, genanvendeligt/komposterbart affald og mineralsk affald (beskrives under MSI overview).

Der er naturligt nok gjort mange antagelser i vurderingen af materialers miljømæssige belastning. Ligeledes er det nødvendigt med miljømæssige afvejninger, når materialers miljømæssige belastnings skal vurderes. For eksempel, mens ét materiale forudsætter lavt energi-forbrug under fremstilling, og være mindre belastende i forhold til drivhusgas-udledning i forhold til en anden, kan fremstilling af dette samme materiale kræve et højere vand-forbrug. For at afhjælpe disse vurderinger, er der i MSI værksøjet lavet en grafisk afbilledning af de 4 miljø-områder, for hvert materiale, for derved at give brugerne mulighed for at vurdere de miljømæssige afvejninger mellem to eller flere materialer. Data-værdierne fremgår af produkt-moduler i higg 1.0, under Materials Master.

Sammenlignes de 4 regenererede cellulose-fibre, fremgik det allerede ovenfor at viskose af træ scorer lavest (er mindst miljømæssigt bæredygtig), efterfulgt af viskose af bambus, modal og lyocell. Under “kemi” er rangeringen tilsvarende (sammenligning er foretaget med higg 1.0 data):  Lyocell fabric (4,7) Modal fabric (3,7) Rayon-viscose fabric, bamboo (2,4) Rayon-viscose fabric, wood (2,4), hvor de 2 viskose-typer har samme score. Med hensyn til energiforbruget under fremstilling, vurderes Modal faktisk at være mindre energikrævende end lyocell, qua en højere score: 5,9 versus 5,0. Begge viskosetyper scorer lavere, og er altså mere energikrævende i fremstillingsprocessen, men Bambus-viskose er mindre energikrævende end træ-viskose [Lyocell fabric (5,0) Modal fabric (5,9) Rayon-viscose fabric, bamboo (3,1) Rayon-viscose fabric, wood (2,7)]. Med hensyn til brug af landbrugsareal, scorer bambus-viskose højere end de øvrige fibre, mens lyocell og træ-viskose er side-ordnede og modal er mest miljøbelastende. Endelig med hensyn til affald genereret ved fremstilling af de pågældende fibre, scorer Lyocell markant højere end de andre 3 fibre, 10 imod 7,2, hvilket især skyldes en bedre profil med hensyn til hazardous waste (risiko-affald).

Keratin

Keratin er et protein, der findes i fx hår, uld, negle, klove og hove ved patterdyr, i negle, skæl og kløer ved reptiler og i fjer og kløer ved fugle. Gennem mere end et århundrede er der rundt omkring i verden pågået arbejde med at kunne udnytte dette materiale, og i disse år intensiveres dette forskningsområde igen, i lyset af den fremtidige globale ressource-mangel. Min interesse, i relation til denne blog, går på om keratin kan genanvendes som protein-baseret regenererede (tekstil)fibre, og om faciliteter til disse processer kan etableres bæredygtigt i Danmark.

Som nation har vi jo ganske omfattende fjerkræ-produktion, hvor keratin fra fjer dog allerede udnyttes til minkfoder og fjermel (personlig kommunikation), ligesom andre kilder til keratin kan undersøges.

Her følger en liste over videnskabelige værker, med danske referater, der omhandler udnyttelse af keratin, og metoder til fysisk og kemisk bearbejdning af keratin.

Controlled De-Cross-Linking and Disentanglement of Feather Keratin for Fiber Preparation via a Novel Process

En helt ny publikation (2014) fra universiteter i henholdsvis usa og kina. Referatet af artiklen (oversat til dansk):
Rene proteinfibre blev fremstillet fra kyllingefjer via en potentielt grøn proces. I de sidste årtier er der blevet gjort en indsats for at producere keratin-baserede industrielle produkter, især fibre. Imidlertid kunne fremgangsmåder til fremstilling af keratinfibre direkte fra kyllingefjer ikke gentages. I denne forskning blev protein fibre fra kylling fjer udvundet ved hjælp af kemikalier, der enten stammer fra vedvarende ressourcer eller potentielt kan genanvendes. Rygbenet på keratinmolekylet blev bevaret efter spaltning af disulfidbindinger ved hjælp cystein. Natriumdodecylsulfat ( SDS) blev anvendt til at opløse keratin forud for spinding. Stigende SDS koncentration bevirkede øget struktur af keratin, hvilket resulterede i først øget, derefter faldende viskositet af opløsningen, hvilket tyder på kontinuerlig molekyleudretningen af keratin molekyler og øgning i inter-og intramolekylære elektriske frastødning . Diametre på de opnåede fibre, så små som 20 um, udviste god “drawability” af keratin løsning. Ændring i krystallinitets indeks blev fundet at være i overensstemmelse med “tensile” egenskaber af keratin fibrene. Sammenfattende blev regenererede fibre succesfuldt fremstilles som lineær keratin, med bevarede molekylær rygrad, der kunne være udredes og orienteres på en kontrolleret måde.
sc-2013-00461d_0010

En publikation fra 2010, fra et amerikansk universitet, et institut for regenerativ medicin, hvor fokus er på anvendelse af keratiner til biokompatible materialer indenfor sundhedsvæsenet. Referatet af artiklen er:

Udviklingen indenfor ekstraktion, oprensning og karakterisering af keratinproteiner fra hår og uld i det forløbne århundrede har ført til etablering af ​​en keratin-baserede biomaterialer platform. Som mange naturligt afledte biomolekyler har keratiner også iboende biologisk egenskaber og biokompatibilitet. Desuden er ekstraherede keratiner i stand til at danne selvsamlede strukturer, der regulerer cellulær genkendelse og adfærd. Disse egenskaber har ført til udviklingen af ​​keratin biomaterialer med applikationer i sårheling, drug delivery, tissue engineering, traumer og medicinsk udstyr. Denne artikel diskuterer historien for keratin forskning og udviklingen af keratin biomaterialer til biomedicinske anvendelser.’

Optimizing Extraction of Keratin from Chicken Feather by Using Sodium Sulfide

En helt ny metodisk artikel, fra Malaysisk universitet, der beskriver en optimeret metode til ekstraktion af keratin fra fjer.
Oversat til dansk fra artiklens referat:
Kyllingefjer er et affalds biprodukt fra fjerkræindustrien i Malaysia . 90% af fjer strukturen udgøres af keratin, som er et vigtigt produkt til kosmetiske og farmaceutiske industri. Formålet med denne undersøgelse er at optimere udvindingen af ​​keratin fra kylling fjer ved hjælp af sodiumsulphide gennem statistisk eksperimenterende design. Undersøgte parametrene i udvindinger, er pH, temperatur, koncentration af kemisk reduktionsmiddel, masse-forholdet mellem ​kyllingefjer og Natriumsulfid samt inkubationstid. Total mængde protein ekstraheret blev bestemt spektrofotometrisk ved 280nm.
Gennem optimering af udvindingen , kunne procentdel af udvundet protein øges fra 84,5 % til 96%. Betingelserne for den optimerede udvindingsprocessen er 80.9oC , inkubationstid 9,5 timer , natriumsulfid koncentration 0.92M og forholdet mellem massen af ​​kyllingefjer til massen ofsodium sulfid er 0,05

Keratin-based antimicrobial textiles, films, and nanofibers
En helt ny (2014) metode-publikation fra amerikanske forskningslaboratorier, hvor muligheden for at gøre keratin-materialer antibakterialt beskrives. Oversat til dansk fra artiklens referat:

Kombinationen af ​​tiltalende strukturelle egenskaber , biokompatibilitet , og tilgængeligheden af vedvarende og billige råvarer , gør keratin -baserede materialer attraktivt for en lang række anvendelser. I denne artikel, beskrives antimikrobiel funktionalisering af keratin -baserede materialer , herunder uld tekstil og regenereret cellulose / keratin komposit film og nanofibre . Funktionalisering af disse materialer blev opnået ved brug en let klorerende reaktion, der omdanner nitrogen -bærende dele af keratin til halamine forbindelser. Halamine-reageret uld tekstil udviste hurtig og potent antibakteriel aktivitet over for flere arter af bakterier og inducerede op til 5,3 log ( dvs. 99,9995 % ) reduktion af kolonidannende enheder af Bacillus thuringiensis sporer inden for 10 min . Keratin-indeholdende kompositter blev fremstillet ved spin-coating og koaksial electrospinning af ekstraheret / oxideret alfa-keratin og celluloseacetat (CA) opløst i myresyre , efterfulgt af CA deacetylering . Regenereret cellulose / keratin materialer, klorereder til at koble halamines var også effektivt dræber Escherichia coli og Staphylococcus aureus bakterier . Electrospundne kerne /  skal nanofibre med maksimeret keratin-Cl areal viste højere aktivitet mod S. aureus end film sammensat af de samme materialer . De halamine -baserede antimikrobielle funktionaliseringsmetoder der er demonstreret i forhold til keratin-baserede materialer i denne artikel, forventes at kunne oversættes til andre proteinbaserede biopolymerer af interesse for biomateriale samfundet.

Wool and Keratin from Wool for Bio-Based Value-Added Products

Præsentation af nogle forskningsprojekter, der forløber i perioden 2010-2015 ved det amerikanske United states department of agriculture, Agricultural Research service. Oversat projektformål:

Udvikle kommercielt levedygtige processer baseret på kemisk eller enzymatisk tværbinding der øger markedsværdien af ​​uld. 1A: Udvikle systemer til funktionel ændring af uld. 1B: Udvikle keratin modifikation-systemer. Udvikle udvinding og derivatiseringsmetoder processer til produktion af kommercielt levedygtige produkter fra keratin. 2A: Uddrag og karakterisere keratin fra uld. 2B: Form strukturelle keratin materialer til produktudvikling.

En ph.d. afhandling fra 2008, der adresserer anvendelse af fjer til luftfiltreringsfiltre. Det beskrives hvorledes fjer kan bearbejdes fysisk og kemisk, bl.a. solubilisering af fjerkeratin og efterfølgende regenerering vha såkaldt dryjet wetspinning metode. Kun de første 40 sider er frit tilgængelig på nettet, men hele afhandlingen kan bestilles.

Jeg arbejder på at få afprøvet den kemiske metode til opløsning af keratin i et kemisk laboratorie, samt at få spundet protein-baserede keratin tekstil fibre og at få evalueret bæredygtigheden af af udvinde keratin i Danmark, og er meget etablere gerne samarbejde med interesserede.