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用生命进行设计:Biofabricate的Suzanne Lee构想的“新材料世界”

2023年5月

作者:凯瑟琳·朱厄尔,产权组织信息和数字外联司

“我们需要一场材料革命,就在现在,”Biofabricate首席执行官兼创始人Suzanne Lee在她2020年关于“生物制造”的Ted演讲中强调。Biofabricate是一家致力于“可持续生物材料创新”精品店,正在教育企业如何利用基于自然的技术来创造一个“新材料世界”。通过拥抱生物制造,即利用生物技术的进步来生产和使用原材料,制造时尚、体育和建筑等行业的产品,而不是依赖工厂化的农业和化石燃料,我们可以大幅削减二氧化碳排放,为遏制气候变化做出贡献。

Lee向《WIPO杂志》介绍了她的生物制造之路,以及我们为何必须认真对待微生物,将其作为未来的织物。

我们需要一场材料革命,就在现在。

“我们认为细菌、酵母、藻类和菌类等生物体是未来的细胞工厂,”Biofabricate首席执行官Suzanne Lee表示。(图:onairjiw / iStock / Getty Images Plus)

您的旅程始于“生物时装”项目。您能否告诉我们那是如何形成的,以及您所追寻的目标是什么?

我是一名接受过培训的时装设计师。我对时尚的未来感到好奇,2002年,我正在为我的书《时尚的未来:明天的衣橱》做研究,当时我与生物学家朋友David有过交流,他拥有自己的材料公司。他提出了一个极具启发性的概念,即我们可以利用微生物来培养所需要的织物和其他材料,而不是在田间地头栽培植物或饲养动物以获得肉类和皮革,甚至是使用石化产品。

正是像这样具有启发性的时刻改变了我的一切。

我们在联合王国艺术与人文研究委员会的资助下达成合作。

我们的目的是证明自己可以利用微生物来培养服装面料。这是高级时装,也就是纯手工时装和生物学的结合——因此被称为“生物时装”。

我们使用了红茶菌培养物,这是一种酵母和细菌的混合物。你所需要做的就是给细菌提供糖分,它们会产生纤维素纤维,这些纤维素纤维经过自然地自我组装,形成一种非织造面料。

最后,在我的伦敦工作室里,有大约20个浴缸大小的罐子用于培养面料。作为一名设计师,我学会了如何处理这些材料,并将其变成可用于服装、鞋或包的材料。曾有媒体和一些品牌对我的研究很感兴趣,而我领先了20年。在2002年时,几乎没有人会谈及可持续发展。

在那之后,我的研究方向从时尚转变为生物技术。接下来的10年里,我在欧洲参加合成生物学会议,努力了解生物学能做什么,以及是否有可能利用微生物来培养材料。

如今,20年已经过去,我为希望重走生物时装之路的初创企业提供咨询,它们都获得了资助。

Biofabricate首席执行官Suzanne Lee(上)在纽约举行的2022年Biofabricate峰会上。该峰会自2014年开始举办,汇集了引领生物材料革命的创意者、科学家、投资者和品牌。(图:BiofabricateTM

此后,您是如何创立Biofabricate的?

2014年,在搬到纽约加入生物科技公司Modern Meadow并担任首席创意官六个月后,我组织了第一届Biofabricate峰会。我发现明显需要一个活动,将创意者、科学家、投资者和品牌聚集在一起,相互学习,更理想的是,催生新的公司。我原本以为这会是一场一次性的活动,但从那时起,我们就一直在举办这一活动。

生物制造是利用微生物来生产供人类使用的材料和成分。

究竟什么是生物制造?

生物制造是利用微生物来生产供人类使用的材料和成分。可以是任何东西,从燃料到食物再到纤维。我们认为,细菌、酵母、藻类和菌类等生物体是未来的细胞工厂。与其使用化石或宝贵的土地资源直接生产制造业所需的原料,我们更希望利用生物学和微生物来生产人类需要的高价值成分。我们在这方面才刚刚上路。但我认为,在未来几十年里,这将会带来令人难以置信的变革。

请为我们详细地介绍Biofabricate的工作。

眼下,我们正为各品牌打造一个教育平台,以了解更多关于生物材料的信息。我们正为一些创意者编写一本小型参考书,他/她们在为掌握所有这些新兴技术而努力奋斗。当然,我们还举办Biofabricate峰会,并就生物材料创新战略和计划与全球各大品牌合作。从本质上讲,我们正竭尽所能,通过聚集能够利用生物材料来创造消费品的人来发展这个行业。

从本质上讲,我们正竭尽所能,通过聚集能够利用生物材料来创造消费品的人来发展这个行业。

您认为与微生物打交道有什么激动人心之处?

作为一名设计师,在与自然合作的过程中,得到的创意机遇真的会带来非凡的灵感。进入这一领域的人们对大自然的能力倍感敬畏。

既然有了像CRISPR这样的基因编辑工具,我们可以开始与生物学合作进行设计,这有可能解锁我们从未接触过的各种新功能。例如,今天,人们正在研究蜘蛛织网的方式,它们用类似丝绸的高韧性蛋白质来织网,这一研究的目的是利用细菌或酵母细胞来复制类似的材料。

进入这一领域的人们都对大自然的能力感到敬畏。

还有哪些生物制造的真实示例?

我们在微软最初的一次谈话就是关于使用DNA来存储数据。在世界范围内,我们想要存储的数据正呈指数级增长。生物学就是发展方向。你能压缩储存到硅芯片上的数据是有限的,所以我们必须寻找更有效的方法来存储数据。我的所见所闻和亲身经历都是透过生物学和生物学设计的角度。即使是最高的摩天大楼。当我们能够真正培养出这种结构时会发生什么?

“我们在微软最初的一次谈话就是关于使用DNA来存储数据。在世界范围内,我们想要存储的数据正呈指数级增长。生物学就是发展方向,”Biofabricate首席执行官Suzanne Lee谈道。(图:metamorworks / iStock / Getty Images Plus)

我的所见所闻和亲身经历都是透过生物学和生物学设计的角度。

您认为生物制造何时才能真正进入主流?

现在,商店中已经有了一些生物制造的时尚产品(见示例框)。像所有的新技术一样,这些产品在刚进入市场时都很昂贵。这是一个供需问题。未来几年,我预测我们将看到各种产品出现在高端奢侈品的行列中。除了时尚奢侈品,我们已经看到各种概念汽车的内饰由生物材料而不是动物或石化材料制成。然而,要想成为汽车行业的主流,可能还需要一段时间,因为量真的很大。我们在建筑领域也看到了有趣的发展,目前,建筑是非常大的碳排放来源。在未来一两年内,关于由藻类、菌类或细菌制成的东西的报道将不足为奇。

在未来一两年内,关于由藻类、菌类或细菌制成的东西的报道将不足为奇。

这个领域内的初创企业有哪些机遇?

阿迪达斯是最早采用这些技术的品牌之一。最先采用尖端创新的通常是高性能运动品牌。如果你是一家初创企业,想要了解你的产品在市场是否对口,以及你必须满足的性能和功能需求,能够与阿迪达斯这样的大品牌合作就是好消息。这样的伙伴关系的确加快了创新进程。该品牌还可以把你介绍给供应链伙伴,不然你永远无法接触到这些伙伴。这些类型的伙伴关系真的很关键,因为它们在初创企业和最终用户之间起到牵线搭桥的作用,即使这些企业在五年内都无法接触到这些用户。这个领域的初创企业需要在早期与大品牌合作,以充分了解它们将面临的挑战以及怎样才能算得上成功。

在这一过程中,Biofabricate发挥了什么作用?

我们在初创企业、投资者和品牌的交叉领域发挥作用,这是充满活力的地方,也是神奇之处。这一切都是为了让还不知道可能发生什么的品牌接触到全球创新能力最强的一些初创企业,然后引入投资者,以让他们能够看到这些生物材料的市场需求。通常还需要更多的资金来维持初创企业,使它们有足够长的时间来扩大规模和满足市场需求。我们对自己能把谁汇聚在一起以更广泛地加快这一进程而感到非常兴奋。

我们在初创企业、投资者和品牌的交叉领域发挥作用,这是充满活力的地方,也是神奇之处。

在这个领域,小型初创企业面临的最大挑战是什么?

2023年,资金将是初创企业面临的最大挑战之一。我们需要尽一切努力吸引投资。规模生产所需的一些技术是资本高度密集型的。例如,如果要种植数百万平方米的基于菌丝体的材料,就需要全新的设施,这将需要时间、实验和资金。

我们还需要监管来推动我们朝这个方向发展,以便让更多的初创企业得到支持,鼓励更多人创办新公司。我们需要政府以支持其他行业的方式来考虑生物经济的新基础设施。

了解“生物”材料的创新:时尚行业的入门指南

2020年,Biofabricate与Fashion for Good合作编写了一份报告,为时尚界提供生物材料技术教育,以促进对态势更全面的了解,并提供一种标准化的语言来激发创新。

你认为在消费者接受方面是否会有问题?

绝对不会。消费者非常兴奋。如果真的说有什么问题的话,就是有人会很沮丧,因为他们已经读到了关于这些创新的报道,但不明白为什么还没有上市,或者,如果已经上市了,为什么价格还是他们无法承受的。

2023年4月,H&M Move与Lanza Tech合作,利用捕获的碳排放推出了一个胶囊系列。(图:Courtesy of H&M Move)

消费者非常兴奋。如果真的说有什么问题的话,就是有人会很沮丧,因为他们已经读到了关于这些创新的报道,但不明白为什么还没有上市

知识产权是如何支持生物制造领域发展的?

我从未想过自己的名字会出现在多项专利上,但我确实做到了,而且这些专利都与生物制造材料有关。在我们生产这些材料的方式中,有机会获得如此多新奇的东西,需要保护这些想法。专利是一个首要关切,因为这个行业中的许多方面资金来源都是风险资本。

专利是一个首要关切,因为这个行业中的许多方面资金来源都是风险资本。

与我们合作的每一家初创企业都在以不同的方式考虑他们的知识产权,无论是通过专利来保护知识产权,还是以商业秘密的形式在内部保存其知识。你在创新上投入了那么多资金,就必须从一开始就考虑知识产权。

您希望生物制造领域如何发展?

我很希望看到最好的技术能够进入市场,赢得并获得更多的投资,这样它们才能继续扩大规模。

我还希望看到已经有了的如“权宜之计”般的创新消失,因为许多这样的混合解决方案仍然含有石化产品。我们必须确保我们支持的解决方案是纯生物的,避免任何漂绿风险。

对有抱负的年轻设计师和/或科学家,您有何寄语?

不要被条条框框所限制。我现在作为一名时装设计师,领导着一场围绕生物制造的运动。我在科学方面并非科班出身,而是自学成才。正是因为我拒绝被条条框框所限制,并对与来自其他学科的人合作持开放态度,才使我走到了今天。当你把背景截然不同的人汇集在一起,创新就会发生。

美国公司BioMason正在利用生物技术的力量来重新发明水泥,提供了对地球更友好的替代品,目前水泥产生的二氧化碳排放量占世界总量的8%。相较于传统的水泥材料,Bomason的Biolith®瓷砖(上图)的碳足迹更低,而且在抗压强度、吸收性、耐冻性、粘附性和尺寸公差方面也体现出了更优的物理性质。(图:Courtesy of Biomason)。

投入应用的生物制造

2022年,服装品牌Zara出售了由生物乙醇生产的聚酯纤维制成的派对礼服,这些生物乙醇来自一家钢铁厂的碳排放。

斯特拉·麦卡特尼有一系列由菌丝体皮革制成的手袋

美国公司Bio Mason利用天然土壤微生物培养水泥,以硬化建筑材料。他们制造的水泥块是在环境条件下培养起来的,比混凝土坚固三倍。“如果我们能用生物制造的砖块取代每年1.2万亿块烧制的砖块,每年可以减少8亿吨二氧化碳排放,”Lee在2020年的Ted演讲中谈到。

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