本文是蓝色经济领域112个案例之一。.

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案例七:丝绸与钛金属

2012年12月15日 | 100项创新其他

市场

全球生物相容性聚合物市场规模估计为100亿美元。据德国诺瓦研究所称,尽管面临经济危机,生物工业塑料和复合材料的需求仍保持两位数增长。石油衍生聚合物已取代了大多数天然替代品,甚至包括金属。工程塑料的引入降低了交通工具和电子产品的成本和重量。天然来源的聚合物拥有稳定的客户群,并且市场份额还在不断扩大。然而,玉米淀粉制成的塑料会与粮食争夺资源,棉花生产需要消耗大量的灌溉用水和农药,而纤维素玻璃纸的生产过程则需要硫酸。这些例子表明,源自可再生资源的聚合物未必具有可持续性。.

丝绸是历史上第一种成为市场标准的工业化聚合物。1900年前后,全球丝绸年产量超过100万吨,但一个世纪后骤降至9万吨,导致约2500万农村就业岗位流失。中国、印度、波斯、土耳其和意大利等国的丝绸养殖和加工受到冲击。只有少数奢侈品,例如爱马仕领带,作为品质标杆得以保留。近年来,丝绸产量已回升至近10万吨。.

创新

大约5000年前,中国人开始种植桑树,主要目的是改良干旱地区的表层土壤,发展农业以满足日益增长的粮食需求。一次偶然的机会,一个桑茧掉进了皇后的茶杯里,她从热水中抽出了300米长的丝线。这一发现催生了一个全球性的产业。然而,丝绸始终无法与合成纤维的出现相抗衡,也很少有人进行基础研究来发掘这种可再生聚合物的真正潜力。.

英国牛津大学弗里茨·沃尔拉斯教授及其丝绸研究小组研究了蜜蜂、蚂蚁、贻贝、蜘蛛和飞蛾等生物的天然聚合物。一些蜘蛛吐出的丝比钛还要好。这是首个兼具高性能重量比和生物相容性的丝。这种丝能被人体组织吸收,而钛则不会被排出体外。其次,桑蚕(它并非蠕虫,而是一种毛虫)的丝可以通过控制压力和湿度转化为蜘蛛丝。第三,这种富含碳的丝不仅可以替代生产过程中会排放碳的石油衍生聚合物,还能开启从植树造林到低能耗、低压力生产生物相容性设备的碳固存正循环,从而创造出一种可以无限循环利用的原材料。如果像不丹那样采用传统方法获取生丝,毛虫就不会被煮死,这为人类农业提供了一种新的视角。.

首笔现金流

丝绸曾是高档服装的标准原材料,但近年来这一市场已逐渐萎缩。丝绸很难再进入消费品市场,因为尼龙早已取代了天然聚合物。首批应用领域为医疗器械。弗里茨·沃尔拉斯创立了牛津生物材料公司,并成功创建了四家公司,每家公司都专注于丝绸具有竞争优势的明确细分领域。这四个应用领域分别是:缝合线、神经修复、骨移植和骨科器械。每个应用领域都已完成融资并确定了合作伙伴。从牛津生物材料公司衍生出的新公司包括Neurotex、Suturox和Orthrox,其中Orthrox由惠康基金会共同资助。.

最简单的商业产品是缝合线,也就是外科医生在手术后用来缝合伤口的线。制作缝合线只需要在无菌条件下将生丝编织成线,然后将针头连接到纤维上即可。标准化缝合线的批量生产由强生等少数几家公司控制。虽然丝绸用于纺织品可能利润微薄,但像缝合线这样的小众市场可以刺激本地产业的复兴,用本地制造取代昂贵的进口产品。本地制造不仅能植树造林、创造农村就业机会和固碳,还能通过增加产品附加值获得现金流,而且进入市场所需的投资也有限。.

机会

丝绸的潜在应用远不止医疗器械。某些消费品也蕴藏着巨大的商机,但由于快速变化的消费品大众市场缺乏现成的设计方案,因此仍需进行更多产品开发。剃须刀就是一个典型的例子。剃须刀由钛和不锈钢制成。据估计,每年有10万吨来自剃须刀的高品质金属最终被填埋。与吉列先生一个多世纪前发明的第一代剃须刀相比,每把剃须刀中不锈钢和钛的用量已经减少了20倍。然而,近年来,随着单刃剃须刀发展成双刃、三刃,甚至现在的五刃剃须刀,并不断承诺带来更贴合的剃须体验,包括钛在内的高加工金属的总用量又开始上升。.

或许有人会觉得,用丝绸制成的剃须刀能超越吉列公司500名全职研发人员的创造力,这种说法未免有些牵强。然而,这种可能出现的新型商业模式或许会截然不同,以至于三大市场领导者(吉列、舒适和BIC)都难以做出如此根本性的改变。这种剃须刀并非用刀片切割角蛋白(毛发),而是用丝线在皮肤上滚动,像老式手动理发器一样修剪毛发。其主要优势在于,丝绸只会剪毛发,绝不会伤及皮肤。.

如果用丝绸替代目前送往垃圾填埋场的10万吨高度加工金属,就需要种植更多的桑树,因为目前全球桑树的供应量只有10万吨。这大约需要125万公顷的土地种植桑树,而陆地面积在全球范围内都非常丰富。桑树的种植、幼虫养殖和加工可以创造约150万个就业岗位,同时还能重启碳封存循环,其​​效益远超任何技术解决方案。丝绸作为一种具有竞争力的产品,其潜力在于那些目前消费者浪费行为盛行的细分市场。用像丝绸一样光滑的材料替代钛金属,其商业优势显而易见,许多人都渴望利用这一优势。那么,你呢?

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