السوق
يُقدّر حجم السوق العالمي للبوليمرات المتوافقة حيوياً بعشرة مليارات دولار. ووفقاً لمعهد نوفا الألماني، يشهد الطلب على البلاستيك والمواد المركبة الصناعية الحيوية نمواً مضاعفاً رغم الأزمة الاقتصادية. وقد حلت البوليمرات المشتقة من البترول محل معظم البدائل الطبيعية، بل وحتى المعادن. كما ساهم إدخال البلاستيك المُهندس في خفض تكلفة ووزن مركبات النقل والإلكترونيات. وتحافظ البوليمرات المُستخرجة من مصادر طبيعية على قاعدة عملاء مخلصين، بل وتزيد حصتها السوقية. مع ذلك، يتنافس البلاستيك المصنوع من نشا الذرة مع المواد الغذائية، ويستهلك القطن كميات هائلة من مياه الري والمبيدات، ويتطلب إنتاج السيلوفان السليلوزي حمض الكبريتيك. تشير هذه الأمثلة إلى أن البوليمرات المشتقة من موارد متجددة ليست بالضرورة مستدامة.
يُعدّ الحرير تاريخيًا أول بوليمر صناعي يصبح معيارًا تجاريًا. تجاوز الإنتاج العالمي للحرير مليون طن سنويًا حوالي عام 1900، لكنه انخفض بشكل حاد إلى 90 ألف طن بعد قرن من الزمان، مما أدى إلى فقدان ما يقرب من 25 مليون وظيفة في المناطق الريفية. تأثرت زراعة الحرير وتصنيعه سلبًا بتنافس الصين والهند وبلاد فارس وتركيا وإيطاليا. ولم يبقَ سوى عدد قليل من المنتجات الفاخرة، مثل ربطات عنق هيرميس، كمعايير للجودة. وفي الآونة الأخيرة، انتعش الإنتاج ليصل إلى ما يقرب من 100 ألف طن.
ابتكار
عندما بدأ الصينيون زراعة أشجار التوت قبل حوالي 5000 عام، ركزوا على استصلاح التربة السطحية في الأراضي القاحلة لتطوير الزراعة وتلبية احتياجاتهم الغذائية المتزايدة. وبمحض الصدفة، سقطت شرنقة في فنجان شاي الإمبراطورة، فاستخرجت منه 300 متر من خيوط الحرير. أدى هذا الاكتشاف إلى نشأة صناعة عالمية. لم يستطع الحرير قط منافسة الألياف الاصطناعية، ولم يجرِ سوى قلة من الباحثين دراسات أساسية لتحديد الإمكانات الحقيقية لهذا البوليمر المتجدد.
درس البروفيسور فريتز فولراث ومجموعة الحرير في جامعة أكسفورد (المملكة المتحدة) البوليمرات الطبيعية المستخلصة من النحل والنمل وبلح البحر والعناكب والعث. تنتج بعض العناكب حريرًا يتفوق على التيتانيوم، وهو أول حرير يتميز بنسبة أداء عالية إلى وزنه، فضلًا عن كونه متوافقًا حيويًا. يمتص الجسم هذا الحرير، بينما لا يرفض التيتانيوم. ثانيًا، يمكن تحويل حرير دودة التوت، وهي ليست دودة بل يرقة، إلى حرير عنكبوت ببساطة عن طريق التحكم في الضغط ومحتوى الرطوبة. ثالثًا، لا يقتصر دور الحرير الغني بالكربون على استبدال البوليمر المشتق من البترول الذي ينبعث منه الكربون أثناء إنتاجه، بل يفتح أيضًا دورة إيجابية لعزل الكربون، بدءًا من زراعة الأشجار وصولًا إلى إنتاج أجهزة متوافقة حيويًا باستهلاك منخفض للطاقة والضغط، مما يخلق مادة خام قابلة لإعادة التدوير إلى ما لا نهاية. إذا تم الحصول على الحرير الخام بالطرق التقليدية، كما هو الحال في بوتان، فإن اليرقة لا تُسلق حتى الموت، مما يفتح آفاقًا جديدة للزراعة البشرية.
التدفق النقدي الأول
بينما كان الحرير في الماضي المادة الخام الأساسية لصناعة الملابس الفاخرة، فقد تضاءل هذا السوق بشكل كبير على مر السنين. وسيكون من الصعب للغاية على الحرير دخول سوق السلع الاستهلاكية، حيث حلّ النايلون محل البوليمرات الطبيعية منذ زمن طويل. وتتعلق المجموعة الأولى من التطبيقات بالأجهزة الطبية. أسس فريتز فولراث شركة أوكسفورد للمواد الحيوية، ونجح في إنشاء أربع شركات، تركز كل منها على مجالات محددة بوضوح يتمتع فيها الحرير بميزة تنافسية. وهذه التطبيقات الأربعة هي: الخيوط الجراحية، وإصلاح الأعصاب، وترقيع العظام، وأجهزة تقويم العظام. وقد تم جمع رأس المال وتأكيد الشركاء لكل تطبيق. والشركات الجديدة المنبثقة عن أوكسفورد للمواد الحيوية هي: نيوروتكس، وسوتوروكس، وأورثروكس، وتتلقى الأخيرة تمويلًا مشتركًا من مؤسسة ويلكوم.
أبسط المنتجات التجارية هي الخيوط الجراحية، تلك الخيوط التي يستخدمها الجراحون لخياطة الجروح بعد العمليات. كل ما يتطلبه الأمر هو جدل الحرير الخام في ظروف معقمة، ثم تثبيت إبرة على الليف. وتسيطر شركات قليلة، مثل جونسون آند جونسون، على الإنتاج الضخم للخيوط الجراحية القياسية. ورغم إمكانية تحقيق أرباح ضئيلة من الحرير المستخدم في صناعة النسيج، إلا أن سوقًا متخصصة كالخيوط الجراحية قد تحفز انتعاش الصناعات المحلية العاملة ضمن هذا السوق، مما يغني عن الواردات المكلفة بتصنيع محلي يشمل زراعة الأشجار، وتوفير فرص عمل في المناطق الريفية، وعزل الكربون، مع تدفق نقدي من القيمة المضافة لا يتطلب سوى استثمار محدود لدخول السوق.
الفرصة
لا تقتصر التطبيقات المحتملة للحرير على الأجهزة الطبية فحسب، بل تشمل أيضاً بعض المنتجات الاستهلاكية التي تُتيح فرصة استثنائية، على الرغم من الحاجة إلى مزيد من تطوير المنتجات لعدم وجود تصاميم جاهزة تُناسب سوق السلع الاستهلاكية سريعة التداول. وتُعدّ شفرات الحلاقة مثالاً واضحاً على ذلك، فهي مصنوعة من التيتانيوم والفولاذ المقاوم للصدأ. وتشير التقديرات إلى أن 100 ألف طن من المعادن عالية الجودة المُستخرجة من شفرات الحلاقة ينتهي بها المطاف في مكبات النفايات. وقد انخفضت كمية الفولاذ المقاوم للصدأ والتيتانيوم في كل شفرة حلاقة بمقدار 20 ضعفاً مقارنةً بالإصدارات الأولى التي ابتكرها السيد جيليت قبل أكثر من قرن. وفي الآونة الأخيرة، عادت الكمية الإجمالية للمعادن المُعالجة، بما في ذلك التيتانيوم، إلى الارتفاع مجدداً، حيث تطورت الشفرة الواحدة إلى شفرات مزدوجة وثلاثية، والآن حتى خماسية، وكلها تُقدم وعداً بحلاقة أدق.
قد يبدو من غير المعقول افتراض أن بديلاً قائماً على الحرير قد يتفوق على القدرة الابتكارية لـ 500 باحث متفرغ في شركة جيليت. مع ذلك، قد يكون نموذج العمل الجديد الذي قد يظهر مختلفاً تماماً لدرجة أن أياً من الشركات الثلاث الرائدة في السوق (جيليت، وشيك، وبي آي سي) لن تتمكن من الالتزام بهذا التحول الجذري. فبدلاً من قص الكيراتين (الشعر) بشفرة، تتدحرج خيوط الحرير على الجلد، لتقص أطراف الشعر تماماً كما تفعل ماكينات الحلاقة اليدوية التقليدية. ومن أهم مزايا الحرير أنه لا يقص إلا الشعر، ولا يقص الجلد أبداً.
لو استُبدلت 100 ألف طن من المعادن المُصنّعة التي تُرسل إلى مكبّات النفايات بالحرير، لكان من الضروري زراعة المزيد من أشجار التوت، إذ لا يتجاوز المعروض العالمي الحالي 100 ألف طن. تتطلب هذه الزراعة حوالي 1.25 مليون هكتار من أشجار التوت، وهي مساحة وفيرة في جميع أنحاء العالم. تُوفّر زراعة التوت وتربية اليرقات ومعالجته حوالي 1.5 مليون وظيفة، مع إعادة تنشيط دورة امتصاص الكربون، متجاوزةً بذلك أي حل تكنولوجي. تكمن إمكانية طرح الحرير كمنتج منافس في أسواق متخصصة حيث يتسم سلوك المستهلكين الحالي بالإسراف. إن إمكانية استبدال التيتانيوم بمادة ناعمة كالحرير تُوفّر ميزة تجارية واضحة، والعديد من الجهات مستعدة لاستغلالها. ماذا عنك؟
