積極研發皮革替代品 科學家製成“絲綢皮革”

科學家研發出「絲綢皮革」產品。圖片來源/研究

根據研究統計,皮革產業每年產值數十億美元,每年需屠殺超過38億頭牛才能滿足皮革產業需求,再加上製造過程導致的森林砍伐、土地過度使用、環境污染和溫室氣體排放,讓越來越多科學家開始研發替代材質,過去就有團隊研發出「蘑菇皮革」。而現在美國也有團隊利用絲綢,將絲蛋白分解,製成「絲綢皮革」!

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綜合外媒報導,這項最新研究發表在《材料與設計》期刊上,塔夫茨大學工程學院的研究團隊研發出名為「絲綢皮革」的皮革替代品,具有與皮革類似的質地、靈活性和硬度,而且比起皮革更永續、無毒。

塔夫茨大學的工程師們並沒有將絲綢織成織物,而是將蠶繭的纖維分解成其蛋白質成分,並重新利用這些蛋白質來形成類似皮革的材料。工程學院教授、研發出這項材質的實驗室主任Fiorenzo Omenetto表示:「我們的目標是希望使用自然衍生的材料,在保持材料性能的同時,最大限度地減少有毒化學品的使用,降低對動物和環境的影響,希望能作為皮革的完美替代品。」Fiorenzo解釋,「絲綢皮革」的製程是先將絲綢纖維分解,再加上紡織和農業廢料的纖維素(cellulose)及來自貝殼的殼聚糖(Chitosan),組合並混合這些材料,使得「絲綢皮革」的製作過程可以全程在室溫下進行,且不會產生有毒廢物。

目前「絲綢皮革」可以用3D列印,印成不同的圖案和紋理,具有與真正的皮革相似的物理特性,並且能夠承受各種折疊、穿刺和拉伸,包括能夠將材料碎片縫合在一起並安裝配件,諸如鉚釘、扣眼和扣子。研究團隊還補充,「絲綢皮革」可以被輕易回收利用,一旦產品達到使用壽命,只需重新溶解成絲漿,就能重新製成一件全新的絲綢皮革產品,即使最終被扔進垃圾場,絲綢材料也可被生物分解。

現今有各種替代皮革的研發,研發重點都盡量降低在對環境、動物的負擔,原料包含了石油、樹皮、鳳梨殼、植物油、橡膠、蘑菇,甚至連細菌培養物都可以製成類似皮革的材料。不過由於這些材料的製作過程可能產生化學毒物,或是不容易被回收利用,塔夫茨大學的研究團隊認為「絲蛋白」是一個極有潛力的材料。


研究團隊中的研究員Laia Mogas-Soldevila表示:「絲蛋白比其他材料的優勢在於,它有一個完善的、多功能的化學結構,我們可以用它來調整材料的品質,並嵌入各種元素。雖然皮革替代品的材料有很多選擇,但絲綢皮革有可能是最適合創新設計的材料。」

傳統的蠶業需要殺死大量的蠶才能取得絲綢材料。圖片來源/Shutter Stock



雖然「絲綢皮革」對環境傷害較小,但它真的能降低對動物造成的傷害嗎?這可能會跟絲綢的取得方式有關。若以傳統生產方式,人們會直接將蠶蛹丟入煮沸的水中,藉此讓蠶蛹產生絲膠(sericin)的化學物質,確保絲蛋白柔軟不變硬,以這種生產方式生產1磅的絲綢需要殺死約2,000到3000條蠶;即便後來印度推出「和平絲綢」(Peace silk,又稱作阿薩姆絲綢),讓蠶自然孵化,但由於這樣的絲綢價格更昂貴,使用比例並不高。

不過,近期有一間名為Bolt Threads公司研發出完全不傷害動物的絲綢產品,他們利用酵母菌培養,加入蜘蛛的DNA研發出合成人工絲蛋白,這樣的材料稱作「微絲綢」(Microsilk),是另一個「零殘忍」的絲綢選項。


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