Synbiobeta bevatte een artikel door Gabrielle David over de wereld van zijde. En over hoe we leren, dit prachtige materiaal te maken door natuurlijke processen, lijkend op het origineel. Niet in de eerste plaats door zijdewormen maar door spinnen. Spinnenzijde, en verhaal over duurzame innovatie en ecologische harmonie.
De natuur kopiëren
We noemen het proces waarmee we kunstmatige zijde maken biomimicry – imitatie van de natuur. We kopiëren min of meer het natuurlijke proces naar zijde. Een milieuvriendelijke techniek (biomimicry) die we ook voor andere doeleinden gebruiken. Biomimicry vindt zijn inspiratie in de miljarden jaren waarin de natuur uiteindelijk kwam bij haar huidige doel.
Hier proberen we de eenvoudige spin na te doen. Een wezen met vele waardevolle eigenschappen. De meest verwonderlijke is dat zij webben kunnen maken, gemaakt van een materiaal met vrijwel dezelfde eigenschappen als zijde. Maar de productie van een laken van spinnenzijde is niet eenvoudig. In 2009 vervaardigde een team van 82 mensen een stuk textiel, 3,30 x 1,20 meter, waaraan een miljoen spinnen vier jaar hadden gewerkt. Het grootste doek van spinnenzijde, voor zover nu bekend. Maar we moeten wel enorme moeilijkheden overwinnen om zover te komen. Om te beginnen zijn de meeste spinnen antisociaal. Ze hebben de neiging elkaar op te eten. En er is een enorme hoeveelheid spinnen nodig om de vereiste hoeveelheid draad te maken.
Spinnenzijde in de moderne innovatie
Maar de menselijke vindingrijkheid is te hulp geschoten. We kunnen tegenwoordig recombinant DNA gebruiken voor dit doel. AMSilk, een Duits bedrijf opgericht in 2008, gebruikt recombinant bacteriën om de eiwitten van spinnenzijde te maken. Deze kunnen dan worden gesponnen tot bruikbare draden. ‘We kunnen eindelijk een krachtig en veelzijdig materiaal kopiëren en gebruiken dat de natuur in miljoenen jaren heeft ontwikkeld,’ zegt Isabel Rosenberger, Senior Manager Marketing & Communications bij AMSilk.
Spinnenzijde is een materiaal met unieke eigenschappen. Het is zeer duurzaam. Het scheidt geen microplastics af. Als eiwit is het biologisch afbreekbaar. En buitengewoon veelzijdig. Het wordt gebruikt in kleding, bekleding van auto’s, medische toepassingen en huishoudelijke producten. Het kan zelfs worden gesponnen tot Biosteel®, een product met zeer fijne draden van AMSilk, te gebruiken in standaard machines voor textielverwerking. Adidas en Airbus werken hiervoor al samen met AMSilk. De volgende stap is dat het materiaal industrieel wordt gemaakt, door 21st.BIO.
Zijde weven
Ook Spintex is actief op het gebied van zijde-eiwitten; een spin-out van de Oxford Silk Group aan de Universiteit van Oxford. Het bedrijf legt zich toe op verfijning van het spinproces. In de natuur sturen spinnen vloeibare zijde-eiwitten door hun zijdespinnende organen (spinnerets); daarbij onttrekken ze een teveel aan water en strekken het materiaal, waarbij ze vaste draden vormen. Het nadoen van dit proces is essentieel bij het maken van kunstmatige spinnenzijde. De groep kopieert dit proces zo nauwkeurig mogelijk.
Spintex voorziet dat we spinnenzijde zullen gebruiken voor veel producten. Het materiaal is zowel energiezuinig als biologisch afbreekbaar. Goed voor bijvoorbeeld de mode-industrie. Momenteel stoot deze ongeveer 10% van alle kooldioxide wereldwijd uit. De mensheid produceert elk jaar ongeveer 100 miljard nieuwe kledingstukken, waarvan 60% synthetisch is. Bovendien stoot deze industrie ook naar schatting 35% van de vervuiling van de oceaan met microplastics ui; en volgens de EPA is deze verantwoordelijk voor het meeste afval op stortplaatsen.
Problemen
Maar natuurlijke draden hebben hun nadelen. Ja, ze leven lang en zullen uiteindelijk uiteen vallen in het milieu. Ze scheiden geen microplastics af. Maar op het moment is er veel energie nodig om hen te maken.
Toch zou spinnenzijde heel goed een oplossing kunnen vormen voor de milieuproblemen van de mode-industrie. Een bepaald product, ontwikkeld door Seevix, bestaat voor 100% uit eiwitten. Het is biologisch afbreekbaar en milieuvriendelijk. Het ontleedt tot eiwitten, die dan bijvoorbeeld kunnen worden gebruikt als meststof. Seevix voorziet vele toepassingen, waaronder in de luchtvaart, autofabricage, textiel, defensie en de bouw.
Zijdewormen
En dan is er ook nog Kraig Biocraft Laboratories. Zij gebruiken zijdewormen. Deze hebben de kunst van het spinnen van zijde al onder de knie; en de kunst van sericultuur (het kweken van zijdewormen om zijde te winnen) is al meer dan 5000 jaar oud. Sommige mensen hebben bezwaar tegen het gebruik van deze diertjes om zijde te maken. Maar dit kan ook een voordeel worden. Kraig Biocraft Laboratories ontwikkelt het eten van de wormen – de ‘eiwitten van de toekomst’. Zijde zou dan min of meer een bijproduct worden. Ze voorzien een doorbraak in 2025.
En spinnenzijde dan? Ondanks innovaties op dit gebied hebben veel bedrijven dit laten vallen; of ze hebben de spinnen uit hun marketing gebannen. Misschien vanwege het beeld van spinnenzijde bij het grote publiek. Hoewel spinnen duurzame, sterke en flexibele materialen maken. Materialen die kunnen worden gebruikt voor mode, medicijnen en in de defensie. Met een wonderbaarlijke opbouw, die mensen nooit hadden kunnen voorzien.
Biomimicry
We leren hoe we de natuur nuttig kunnen kopiëren. Biomimicry, de kunst van het kopiëren van natuurlijke processen in ons voordeel, vormt de sleutel. De natuur heeft al vele problemen opgelost waar wij nog mee worstelen. Vaak kunnen we wel zien dat de natuur een probleem heeft opgelost, zonder dat we weten hoe. Het maken van spinnenzijde is slechts één van de onderzochte technieken. We zullen volhardend de geheimen van de natuur proberen te ontrafelen. En we zullen daarbij nuttige oplossingen ontdekken.
Interessant? Lees dan ook:
De natuur als leermeester!
Energiebesparende materialen geïnspireerd door hagedissenhuid en schorswantsen
Daan Bruggink: natuurlijk bouwen met ORGA