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看过西游记的人们一定对蜘蛛精喷丝的情景记忆深刻。七个美女妖的肚脐中丝绳乱冒，须臾间一件大丝篷便缠住物体。从远处看，“那一片如雪又亮如雪，似银又光似银”，从细处看，“看见那丝绳缠了有千百层厚，穿穿道道，却似经纬之势”。蛛丝在吴承恩笔下有着卓越的织物性能。
远在大洋彼岸的BOLT THREADS公司不知是否读过这段文字，但自2009年成立以来，他们就秉持着更可持续的原则，一直致力于开发基于蜘蛛丝蛋白基因的多项生物材料技术。其中比较成熟的就有仿蛛丝纤维MICROSILK。
比之温顺化茧的蚕蛾，蜘蛛这种生物好像自然界中倨傲的杀手一般，它们有着领地本能和同性相食本能，唯我独帜。
它们所吐出的蛛丝更像是“武器”，用以捕猎、筑巢或卵囊保护膜，但就是这样一种“万能”的丝线，蕴藏着巨大的宝藏。
天然蛛丝图，https://www.flickr.com/photos/android9/6808755071/in/photostream/
蜘蛛丝以极其强韧的物理属性闻名，它的强度是等质量钢丝的3-5倍，可与人造芳香族聚酰胺纤维（现代人造聚合纤维科技的工业基准点之一）相提并论；
它还具有极佳的延展性，可以延伸至原长度的140%仍不断裂，且在零下40度的温度下仍能维持高强度；
它的质量极轻，能环绕地球一圈长度的蛛丝质量不达500千克；
除此之外，它质感柔软光滑有光泽，染色效果佳。是不可多得的极其优秀的天然生物材料。
为了发掘蛛丝中蕴含的巨大潜能，BOLT公司耗费8年时间，研究超1000种蜘蛛的蛛丝蛋白DNA，终于复刻出蛛丝蛋白纤维。实践步骤如下：
第一步，通过生物工程将蜘蛛DNA放入植物性酵母中。
第二步，将水、糖和注入蜘蛛DNA的酵母细胞结合在一起，在大型不锈钢罐中发酵大量生产蛋白质。
BOLT加工设备，https://www.gearpatrol.com/tech/a466684/bolt-threads-synthetic-spider-silk/
第三步，将混合物离心、纯化成粉末并与溶剂混合，由此产生类似胶水质地的液体丝蛋白。这些液体丝蛋白与真正从蜘蛛丝腺中挤出的、能够形成蛛丝纤维的液体丝蛋白处于相同的自然状态。
最后，通过装置系统将这种液态丝蛋白转化为合成蜘蛛丝的连续长丝，并将得到的长丝纤维编织为织物和服装。
合成蜘蛛丝，https://www.gearpatrol.com/tech/a466684/bolt-threads-synthetic-spider-silk/
既然天然蛛丝如此厉害，BOLT公司为何不直接提取天然蛛丝纤维，而选择耗费8年时间去复刻它的纯素替代物？
首先，天然蛛丝量产有违可持续原则。由于蜘蛛的领地本能和同性相食本能，想让纯蛛丝纤维达到商业化量产具有一定的挑战性。
工业化取丝为追求效率，达到理想丝量，不会等待蜘蛛自然吐丝，这必然会造成蜘蛛的大规模死亡。以对一物种造成毁灭性伤害为基础的生物技术开发是不可取的，且与BOLT秉持的可持续发展原则的初心相悖。
其次，仿蛛丝纤维具天然蛛丝相同的特性。没有动物为之受到伤害的MICROSILK能够持续复制出具高拉伸强度、弹性和柔软性的蛛丝纤维，换句话说，MICROSILK技术能够做到在不伤害蜘蛛的前提下得到特性相同的蛛丝。
第三，仿蛛丝纤维是具实际意义的技术研发。MICROSILK是基于天然蛛丝蛋白质的生物材料，具有生物降解的潜力。
目前，超过60%的纺织品由聚酯纤维及其他不可再生的石油衍生纤维制成，而这些源于石化产业的、不可生物降解的、导致超细纤维污染的人造纤维着实是阻碍可持续发展的一大痛点，仿蛛丝旨在且有望解决这项难题。
最后，仿蛛丝纤维有望替代天然蚕丝。工业化蚕丝提取需将蚕蒸煮，PETA（善待动物组织）估计，生产一公斤蚕丝会导致6600只蚕死亡。而MICROSILK不但有着与天然蚕丝非常相似的触感和光泽，韧性还是它的一倍。可以说，MICROSILK不但是蜘蛛丝的替代物，也能成为天然蚕丝的纯素替代物。
https://www.gearpatrol.com/tech/a466684/bolt-threads-synthetic-spider-silk/
https://www.gearpatrol.com/tech/a466684/bolt-threads-synthetic-spider-silk/
BOLT的MICROSILK生物材料技术已经能够做到大规模持续复刻蛛丝蛋白，也拥有了一些实际的应用。(关于MICROSILK在时尚界的应用可以关注我们前面的文章）
比如“征服”斯坦·李的100%纯MICROSILK纤维领带
https://boltthreads.com/technology/microsilk/
与传统羊毛创新融合编织的BEST MADE CO.勇气帽
https://boltthreads.com/technology/microsilk/
携手阿迪达斯合作的有望100%生物降解的网球服
https://boltthreads.com/technology/microsilk
BOLT并不是唯一一家生产仿蛛丝纤维的公司，此外德国的AMSILK公司也与阿迪达斯携手推出有100%生物降解潜能的仿蛛丝纤维制成的鞋Futurecraft Biofabric。
FUTURECRAFT BIOFABRIC,https://www.adidas-group.com/en/media/news-archive/press-releases/2016/adidas-unveils-worlds-first-performance-shoe-made-biosteel-fiber/
日本的SPIBER公司与THE NORTH FACE合作使用仿蛛丝纤维材料生产了派克大衣MOON
派克大衣MOON，https://spiber.inc/en/tnfsp/mp/
SPIBER与GOLDWIN推出的采用仿蛛丝纤维材料的服装
GOLDWIN0软面夹克，https://spiber.inc/en/tnfsp/mp/
GOLDWIN0针织衣，https://spiber.inc/en/tnfsp/mp/
仿蛛丝纤维的织物开发和与品牌的合作展现了这项生物材料技术的可行性，同时也于实践中显露出了它在现阶段的短板与局限，这项复刻技术同它的基因一样桀骜难驯。
从商业化角度讲，仿蛛丝纤维现阶段的第一大短板是它的价格并不便宜。
由于仿蛛丝纤维技术提取过程中需要使用到糖，这些发酵用糖是由甘蔗、玉米等农业作物中所提取的，这使得现有的仿蛛丝纤维材料价格成本较高。
而现在主流的人造纤维之所以能够很大比率的替代传统天然材料，便是因为其低廉的价格，仿蛛丝纤维若想替代之，必须要考虑如何降低开发成本。
第二，BOLT在与BEST MADE CO.合作制造勇气帽时发现，MICROSILK材料遇水会收缩。有实验表明，蛛丝在与水接触时会收缩40%，这样的特性对于服装应用来说，并不理想，这也是BOLT在后续的技术研发中需要攻克的难题。
第三，从可持续发展角度讲，BOLT目前还未能就仿蛛丝纤维材料给出可持续发展生命周期评估（LCA，指对一个产品系统的生命周期中输入、输出及其潜在环境影响的汇编和评价）。
仿蛛丝纤维本身是具有完全生物降解的潜能的，但一方面它的发酵用糖源自甘蔗、玉米这样的粮食作物，所以在生产链上无法避免与农业相关的外部因素（农业废料）；
另一方面，出于成品性能、现有生产技术等考量，仿蛛丝纤维在后续的应用中很可能会通过与其他纤维材料混合使用来达到更好的商业化效果（事实上，已有应用中已经存在与其他纤维混合编织的案例），这是否会影响到成品的实际生物降解效率？是否有实验得出其生物降解所需的各项条件？毕竟，生物降解是一个大课题，材料本身具有生物降解的能力与其实际是否真正能够完全生物降解是两码事。
第四，在产品生产链上的污染问题是布料染色。布料染色对全球水资源造成的污染很大，仿蛛丝纤维若要编织出效果佳的成品也不能避免这一议题。BOLT想要建立的可持续闭环生产线是否能够解决织物染色造成的水污染问题，仍有待考察。
综上，虽然多年来BOLT一直持续研发可持续发展的生物技术，但就目前而言，仿蛛丝纤维的MICROSILK在技术上仍有很大的研发空间，多项难题的解决办法目前暂未明确。
不过，能够肯定的是，生物材料技术是未来可持续发展的一个很可行的方向。仿蛛丝纤维技术也拥有着广阔的前景。它的生物降解潜能、坚韧的特性以及轻薄的质量均有望让未来服饰更环保、更耐穿、更轻便，这是值得期待的。难题一旦攻克，属于仿蛛丝纤维的时代便会到来。
Reference:
https://www.gearpatrol.com/tech/a466684/bolt-threads-synthetic-spider-silk/
https://e360.yale.edu/features/why-bioplastics-will-not-solve-the-worlds-plastics-problem
https://boltthreads.com/technology/microsilk/
https://spiber.inc/wp-content/uploads/2023/02/Spiber_Sustainability-Impact-Report_2022.pdf
https://spiber.inc/en/academic-papers/
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