bioteknologi

“Læder” af svampe – Om mycelier og chitin

by

Forleden præsenterede seje BoltThreads deres nye produkt, MYLO. Jeg har tidligere skrevet lidt om forskellige typer af det såkaldte vegansk “læder”, og om bæredygtighedsaspekter ved animalsk læder; Begge dele har været omdrejningspunktet for mine “vegansk “læder””-undervisningsforløb.

MYLO™ “an entirely new, leather-like material“, lavet af “mycelium, the underground root structure of mushrooms“.

At benytte og gro materialer af mycelie er ikke nyt; Danske MYX , GROW og Cojak  er nogle af de tidligere initiativer. Det nye ved MYLO™ er formentlig at de, i bedste biotek/science-stil, har optimeret dyrknings-betingelserne, og bearbejdning af mycelie-laget; presning, prægning og farvning.

Det spændende ved mycelie-“læder”, i forhold til fx kombucha-“læder”, er at der er meget bedre muligheder for at dyrke i 3 dimensioner; Kombucha-“læderet” dannes jo som flydelag på overfladen af en sukker-opløsning; det sætter nogle begrænsninger for hvor 3-dimensionelt det dyrkede “læder” kan gros… Når mycelier gros, vil det endelige mycelie-lag tage den form som vækstmediet har; Kun fantasien sætter grænser:-)

(billederne herover er fra MYLO websiden; lækker dynamisk grafik, synes biologen;-))

En anden spændende egenskab ved mycelie-“læder” er at, hvor kombucha-“læder” består af bakteriel cellulose, så består mycelie-“læder” af chitin. Den bakterielle cellulose har den egenskab at det er særdeles vandsugende; derfor bruger man rå mængder af for eksempel glycerol (eller må kemisk modificere alle -OH grupperne) for at undgå at materialet svulmer op, hvis man finder på at laver sko, jakker, tasker af kombucha-“læder”. -Det behøver man tilsyneladende ikke med mycelie-“læderet”; chitin’en har den fine egenskab (i denne sammenhæng) at det er vandskyende i sig selv.

Den biokemiske forskel mellem chitin og cellulose ses af figuren til venstre; Begge bio-polymerer er såkaldte polysakarider eller kulhydrater; men der er forskel i hvilke side-grupper der er på ring-C’erne.

Det tager tid at gro sådan et mycelie-lag. -men alt er jo relativt. Sammenlignet med hvor lang tid det tager at gro en ko, for at kunne flå den og bearbejde dens hud til læder, så går det unægtelig lidt hurtigere med dyrkning af mycelier. Og, de udskiller iøvrigt ikke drivhus-gassen metan undervejs, en uvane som køerne og andre drøv-tyggere jo har. Til gengæld giver de ikke mælk og bøffer som “bi-produkter”…

Jeg skrev at Bolt Threads er seje; det er de fordi de i forvejen har udviklet “biosilk” tekstilfiber af rekombinant protein. Det har jeg skrevet om i dette tidligere indlæg.

Det er så 2 helt forskellige måder at lave tekstile materialer af bio-piolymerer må; de favner bredt, de der Bolt Threads. Herfra afventes spændt hvad deres næste udspil bliver:-)

Umorfil® skjorte-stof

by
Yes!
Efter længere tids ben-arbejdet, inklusiv møde med forretnings-folkene og forskerne bag materialet, ved årets Premiere Vision i Paris, har jeg såmænd modtaget en flok meter af det fineste vævede stof, indeholdende Umorfil®; Viskose, “beklædt” med kollagen-protein fra fiskeskæl.
Ud over at indeholde 20% Umorfil®, består det af 60%hør og 20% Tencel®. LÆKKER kombi:-)
-nu skal der analyseres og undersøges og testes. Og jeg skal have nogen til at sy mig en efterfølger for min trofaste Levis commuter skjorte. Og nogen til at bistå med at få det farvet. -Bleget hvid er ikke rigtig mig…;-) Og, det er da også for spændende en opgave, at undersøge hvordan dette bionic materiale tager imod tekstilfarver, til at lade vær’:-)

Jeg har tidligere kort omtalt dette spændende material her, i forbindelse med omtale af alle de spændende man-made protein-fibre, der popper op, derude. Umorfil® er jo ikke egentlig en protein-fiber. I marketings-jargon hedder det:

“UMORFIL® viscose is the first fiber which combines both animal and botanic features”.

Umorfil® er altså en kombination af cellulose og protein, plante biomolekyle og animalske biomolekyler. -Alle klassiske klassifikations-skemaer må dermed kapitulere, i forhold til at få indpasset Umorfil®:-)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Den måde, hvorpå “beklædningen” af viskose-fibrene, med kollagen-protein, rent teknisk og molekylært finder sted, er omgæret med inspirerende hemmelighed… Alle mulige fede buzz-words benyttes; Biomimetic, supramolecular material, biotechnology, biomimicry, engineering… -Jeg er selvfølgelig godt igang med at finde ud af hvad det EGENTLIG betyder;-) Det er svært spændende, for en nørd som jeg:-)

Specifikationerne for materialet er særdeles imponerende, i forhold til funktionalitet ved hud-kontakt:
Og på behørig vis er der udviklet den fineste consumer-facing grafik, til at kommunikere disse tekniske specifikationer.
What’s not to like:-)
Skjorten, der skal syes, er en remake af Levis commuter skjorte, som jeg har brugt flittigt i et par år, efterhånden, og som har været en trofast del af min workwear uniform; den kan man læse meget mere om her.  http://tekstilbiologi.dk/decision-fatigue-avoidance-work-uniform/
Farvning af stoffet bliver virkelig spændende. Både fordi Umorfil® består af både protein og cellulose, og fordi stoffet består af en ret go’ andel hør. Hør er jo kendt for at tage lidt ringere imod farven, end andre cellulose fibre, da fibrene typisk har en højere grad af krystalinitet.
Det vil tiden alt samme vise!
Hvis nogen har lyst til at samarbejde, og lege med, så meld jer endelig:-)
-Ellers, stay tuned, og følg med fra sidelinjen.

Fjer-tråd :-)

by

Her er så resultatet af gårsdagens anstrengelser. Har været undervejs i 2 år, sku! Tekstilfiber, fremstillet af spild-fjer, fra dyneproduktion. Menneske-fremstillet ‘uld’.

Fjerene er kemisk opløst vha såkaldte ‘green chemistry’ principper; der er benyttet ioniske væsker, der kan gen-indvindes og gen-anvendes; closed-loop princip, li’som lyocell processen.

Der er laaaaaang vej endnu, mod det fåre-fri uld. Tuuuusind timers benhårdt arbejde venter.

Men, MANNER, jeg er glad. Og lidt træt…

Animal-Free Wool Challenge

by

Tjek da lige årets BioDesign Challenge! Jeg kan slet ikke få armene ned:-)

Især er jeg begejstret  over emnet for Årets PETA Prize; den kommer til at gø til bedste bud på “Animal-Free wool”:-)

Tjek appetizer-filmen her:

Det er jo lige dét, jeg har gået og arbejdet så flittigt med, de seneste år. Mit arbejde med at fremstille man-made protein-baseret tekstilfiber:-) På det seneste er det godtnok keratin fra fjer, jeg arbejder med, så lige præcis de fibre er ikke helt animal-free. Til nød kan man vel kalde dem no-ekstra-killing-of-animal. -Men, jeg arbejder jo også med plante-baseret protein, som udgangspunkt for mine fibre. -Og SÅ begynder det virkelig at ligne animal-free wool🙂

Jeg er seføli flux gået igang med at skrue et oplæg sammen, der tager udgangspunkt i netop PETA Challengen; Animal-free wool. Outline er

  • hvad er uld; hvad består uld af og hvordan er det opbygget
  • hvilke egenskaber har uld
  • hvilke innovative “uld-alternativer”, findes der allerede.
  • hvilke strategier kunne man benytte, i arbejdet med at udvikle dyre-frit uld-alternativ

Når oplægget er “i skabet”, vil blive annonceret her på siden, blandt andet. -Men er man allerede nu interesseret, så tag endelig kontakt.

Nøj, det bliver godtnok spændende at følge med i årets BioDesignChallenge!

Innovative regenererede tekstilfibre – af protein

by

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

by

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

by

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.

 

Definitionen på “grøn kemi” er: Design af kemiske produkter og processer der reducerer eller fjerner anvendelse og dannelse af skadelige forbindelser, og har rødder i US Pollution Prevention Act fra  1990

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).

 

 

 

Superwash (“anti-felt”) behandling af uld

by

Uld kradser. Eller retter; NOGET uld kradser. Der er nemlig stor forskel på forskellige typer ulds tilbøjelighed til “at kradse”. Dertil komme at uld kan behandles, under forædlingen af rå uld til tekstilfiber, så ulden ikke længere kradser helt så meget. Denne type behandles kendes som superwash behandling eller anti-felt behandling. Når ulden efter-behandles på denne måde, bevirker det nemlig både at den kradser mindre, men også at den bedre tåler maskinvask, uden at krympe.

Grunden til at uld krymper ved vask, og kradser, skyldes den fysiske opbygning af uld-fiberen. Overfladen er særdeles ru, da den er opbygget med en skæl-struktur, der mindre hvordan tagsten lægges.

På billedet herover ses forskellige tekstile fibre i forstørrelse (ved hjælp af skanning elektron mikroskopi). Der ses tydelig “skæl-struktur” for de forskellige uld-typer, corse (grov), fine, alpaca, cashmere, og denne skælstruktur er især påfaldende for uld-fibrene, når man sammenligner med de andre fiber-typer; silke, linen (hør), cotton (bomuld) og polyester.

Det ses også at der er forskel på størrelsen af skællene på de forskellige uld-fibre, og at fibrene har forskellig tykkelse. Skællene er dem, der bevirker at det kan opleves at uld “kradser”, og at uld krymper ved vask; skællene virker simpelthen som modhager, så fibrene filter sammen.

Derfor, når man forsøger at modvirke at uld kradser og krymper, arbejder man ud fra princippet for at få formindsket skællene. Dette kan gøres på forskellige måder;

  • formindske skællene ved at nedbryde dem, kemisk eller enzymatisk.
  • “coate” fiber-overfladen, så der lægges en tynd hinde hen overskæl-strukturen.

Kemisk formindskelse af skællene har typisk været udført med klor eller basisk væske. Begge behandlinger kendes som værende ganske miljøbelastende, især hvis der ikke er ordnede forhold for spildevands-rensning. Den enzymatiske formindskelse af uldens skæl kendes som for eksempel bio-poolishing, og betragtes som værende mere miljøvenlig. Her benyttes enzymer fra for eksempel Novozymes, til at nedbryde spidserne på skællene, så de ikke er så skarpe længere.

Coating af uld-fibre, hvor der lægges en tynd hinde rundt om hver enkelt uld-fiber, kan benyttes sig af forskellige polymere til at coat’e fibrene.

Dilling, dansk producent af økologisk undertøj, har lavet en fin, pædagogisk grafisk fremstilling af princippet for de forskellige behandlinger af uld-fibrene.

Coat’ede uldfibre opleves typisk som værende blødere end kemisk og/eller enzymatisk behandlede fibre, da modhagerne er helt dækkede. Til gengæld mistes også nogle af ulds andre gode egenskaber, nemlig evnen til at binde fugt og modvirke sved-lugt. -Og, der er en tilbøjelighed til at coatingen/hinden vaskes af, med tiden, så man kan opleve at ens yndlings-uldtrøje lige pludselig krymper ved vask, efter at være blevet vasket uden problemer masser af gange…

 

I forhold til coating af uld-fibrene, sker der spændende teknologiske landvindinger; Schoeller-gruppen vandt således i 2013 Outdoor Industry Award 2013 GOLD prisen for deres chlorine-free EXP 4.0 machine-washable treatment. 

Princippet for Schoellers EXP-metode illustreres i denne figur:

 I stedet for at overtrække hele fiberen med en vand-holding hinde, “beklædes” kun de steder på uldfiberen hvor modhagerne/skællene er. Det beskrives på Schoellers webside at der benyttes ecological polymer i micro patches. Af deres webside fremgår det at EXP is the first wool finishing process in the world to meet the strict criteria of the “bluesign®” and “Global Organic Textile (G.O.T.S)” standards, and it also conforms with the “Öko-Tex standard”.

 

 

 

 

Guld-konfetti :-)

by

Jeg skylder en præsentation af mit SpinWear arbejde! En sådan kommer nok på et tidspunkt, men indtil da er her en pressemeddelse og en fin lille film (herunder), fra dagens FEST, ved præmie-overrækkelse ved AgroBusinessParks årlige Innovations-konkurrence.

 

Tekstilfibre af lab-fremstillede (rekombinante) proteiner

by

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!