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人造蛋白質纖維-以科技創造友善環境 [趨勢新知]
種類:其他公告  發布單位:產業技術司  發布日期:2023-11-29 17:00
作者:Tnet全球紡織資訊網/紡織所

早在1935年義大利科學家既嚐試從牛乳中萃取乳酪素,並用以製成蛋白質纖維。爾後其他國家的科學家也分別從大豆和花生的蛋白中成功的萃取出人造纖維。然而,因實用性和生產技術皆未成熟,因此產量極少,無法普及使用。時至今日,在許多科學家相繼努力之下,人造蛋白質纖維的研發已接近成熟的階段,並已有民間企業開始量產,也為人類對抗極端氣候添加了一支生力軍。

一、人造蛋白質纖維的特性與用途

雖在1930年代即有科學家從牛奶、大豆和玉米等植物中成功的萃取出人造蛋白質纖維,但後續因聚酯纖維和眾多合成纖維相繼問世,在價格與實用性能各方面都遠勝於人造蛋白質纖維的情況下,人造蛋白質纖維的生產與研發也就相繼停止。

二、人造蛋白質纖維研究機構及產品

目前國際間投入人造蜘蛛絲研究的機構並不多,各研究機構所生產的蜘蛛絲也各有不同的用途,本文以下對幾家專門研究人造蜘蛛絲的實驗室或企業進行說明。

1.AMSilk:是一家位於德國生產蜘蛛絲蛋白的公司,創辦於2014年。於2015年開始生產生物鋼纖維(AMSilk Biosteel®),是一種基於自然的高性能仿生纖維。該材料完全可生物降解,因此不會危害環境。此外,與羊毛類似,Biosteel®纖維能夠吸收水分、具有抗菌特性,具有良好的皮膚耐受性。

2.Spiber Inc.:利用人工蜘蛛絲纖維作為紡織原料的日本生物材料開發公司Spiber Inc.(成立於2007年9月26日),主要利用基因工程菌和大腸桿菌,讓蜘蛛絲蛋白進行發酵後,再從中萃取出人造蜘蛛絲。在2015年即與The North Face合作開發以人工蜘蛛絲纖維作為主要原料,成功設計生產Moon Parka戶外機能服,隨後再歷經4年的商品化製程,直至2019年正式發表上市。

3.QMILK牛奶蛋白質纖維:牛奶纖維的開發可以溯及1935年開始,義大利SNIA公司和英國Coutaulds公司即已經成功從乳酪中提煉出純蛋白質纖維,成為全球最早開發出來的牛奶纖維,但受限於過高的製造成本而沒有商業化;直至1956年,日本東洋紡株式會社(TOYOBO)開始研發將牛乳蛋白溶液和聚丙烯腈共混、共聚、接枝,至1969年開發出可以工業化生產的牛奶纖維「Chinon」上市;牛奶纖維因為具有蠶絲般的光澤和柔軟的觸感,且有良好之吸濕性及天然抑菌的機能,極適合作為生產衣著用紡織品的使用原料,深獲紡織業界的青睞。

4.Randy Lewis實驗室:位於美國猶他州立大學,由Randy Lewis教授領導專門研究蜘蛛絲蛋白的實驗室。該實驗室主要是將蜘蛛基因移轉至山羊體內,在採集羊奶後,從羊奶中萃取出蜘蛛絲蛋白並製成蜘蛛絲。其研究結果主要是運用於醫學領域,例如外科手術用的縫合線、人工韌帶和人工眼角膜等。

5.Kraig Biolabs:位於美國印第安那州的Kraig實驗室,主要的研究方法是將蜘蛛的基因轉移至蠶的體內。由於蜘蛛會以昆蟲或其他蜘蛛(包括同類)作為食物,因此無法像蠶可以群體飼養。而該實驗室的主要目的是希望能藉由基因轉移後的蠶,吐出具有蜘蛛絲成分的蠶絲。目前實驗結果已獲得初步的成功。經檢測,吐出的蠶絲中約含有35.2% 的蜘蛛絲成分,強度和硬度皆較原本的蠶絲優良。

6.魚鱗環保纖維:臺灣博祥國際利用食用魚的廢棄魚鱗做原料,成功開發出UMORFIL®生質纖維;原料取自臺南的虱目魚魚鱗,從中萃取出胜肽氨基酸,透過超分子聚合技術改變纖維結構,做成紗線可以創造出觸感細緻如絲的「膠原蛋白」織物,是一款訴求保濕舒適的機能性布料,更重要的是這布料亦屬於環保材質,可自然分解於大自然中。

三、總結

合成纖維因含有石化材料的成分,除無法自然分解外,在洗滌或磨損的過程中都會釋放出塑膠微粒,並對環境造成破壞。為環境永續,期待生物基人造蛋白質纖維的技術能夠更成熟,也能夠大量生產並取代目前廣泛使用的合成纖維。惟目前人造蛋白質纖維的生產成本仍然太高,若要能普及化並為大眾使用,必須要大幅度降低生產成本,若只能生產昂貴的布料,恐無法達成對環境友善的實質目標。


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更新日期:2020-04-28

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