Представьте себе, что вы идите в магазин, покупаете пару ботинок, кожаную куртку, или пару кроссовок, и при этом у вас не вызывает ни капли вины знание о том, откуда эта кожа. Представьте себе время, когда идеальную кожу можно получить, не убив ни единого животного, или время, когда стейки и рыба, которую вы едите на обед, могут быть напечатаны в лаборатории, без боли и страданий. Компания Modern Meadow, расположенная в Бруклине, Нью-Йорк, работает над тем, чтобы сделать это возможным, и на этой неделе они стали на один маленький шаг ближе к своей цели.
Компания Horizons Ventures, основанная в Гонконге бизнес магнатом Ли Ка Шингом, инвестировала $10 млн в футуристическую компанию, которая оценивается в сумму около $60 млн. Первые серии венчурного финансирования будут использоваться для дальнейшего расширения компании, открытия более крупных штаб-квартир для проведения исследований и найма дополнительных сотрудников. Еще в феврале мы сообщили о решении компании Modern Meadow переехать из Миссури, в новый объект размером 10,000 квадратных футов в Бруклине. Решение было основано на том факте, что в этом районе очень развита индустрия моды, а это идеальные условия для компании Modern Meadow получить доступ к компаниям, занимающихся производством модной одежды, которые могут быть заинтересованы в их био-печатной коже.
Компанию возглавляет Андраш Форгэкс, которых хорошо знаком как с 3D-печатью, так и со сборами средств для финансирования стартапов. Форгэкс является со-учредителем компании Organova, которая специализируется на 3D-печати живых тканей человека, и оценивается на сегодняшний день в $530 миллионов. Форгэкс теперь сосредоточил все свое внимание главным образом на разработке биопечатной кожи, а позже и мяса, которое будет производится путем культивирования клеток, взятых у животных путем неинвазивной биопсии. Затем эти клетки будут распечатываться и выращиваться, чтобы со временем создать почти идеальную ткань.
В настоящее время требуется около 45 дней для того, чтобы полностью сформировался и дозрел один квадратный фут кожи. Вам может показаться, что 45 дней — это масса времени. Тогда сравните их с 2-3 годами, которые необходимы, чтобы вырастить животное, кормить его и предоставлять ему убежище. В этом случае такая технология представляется весьма перспективной.
Компания, которая изначально финансировалась соучредителем компании Paypal Питером Тилем, похоже, может стать крупным игроком в кожевенной промышленности, которая в настоящее время составляет более $63 млрд. в год и, как ожидается, вырастет до 91,2 млрд. долларов к 2018 году. Modern Meadow ищет способы сократить свои расходы, и производить кожу по цене, приблизительно равной той, которую бы вы заплатили за обычную кожу. Единственным отличием будет то, что у их продукта не будет каких-либо изъянов.
Био-3D-печатное мясо так же представляет большой интерес для компании. Они уже пробовали печатать образцы мяса, но планируют производить его в гораздо больших масштабах в будущем.
«Настоящий 3D-печатный стейк — это почти фантастика на сегодняшний день. И конечно, это будет не первый наш продукт, потому что создать стейк – дело очень сложное» – объяснил Андраш Форгэкс. «Первой волной мясных продуктов, которые будут созданы таким методом, скорее всего, будут из рубленого мяса (котлеты, сосиски и т.д.) и паштеты (паштет из гусиной печени и т.д.)».
Нам очень интересно, что вы думаете об этом направлении 3D-печати. Расскажите, а вы стали бы есть 3D-печатное мясо, или покупать био-печатную кожу вместо обычной? Пожалуйста, делитесь своим мнением об этой статье в комментариях ниже.
Статья подготовлена для 3DToday.ru
Инновационная компания Modern Meadow представила новое достижение в области аддитивного производства и генной инженерии – точные имитаторы натуральной кожи, изготовленные с помощью технологии 3D-биопечати.
Кожа остается одним из наиболее популярных материалов в изготовлении одежды, обуви и различных аксессуаров, от ремней до дамских сумочек, вот только идея использования животного продукта не всем приходится по душе. Конечно, существуют и искусственные заменители, но их характеристики далеки от идеальных. Компания Modern Meadow пошла другим путем, разработав методику изготовления настоящей кожи, но без убийства животных.
Modern Meadow уже несколько раз упоминалась в наших публикациях. Предприятие основали Габор и Андрас Форгаш, неофициальные крестные отцы коммерческой 3D-биопечати, ранее учредившие компанию Organovo – исследовательское предприятие, занимающееся технологиями аддитивного производства живых тканей и органов для использования в фармацевтической отрасли и, в долгосрочной перспективе, для трансплантации. Но если Organovo занимается биомедицинскими исследованиями, то Modern Meadow концентрируется на потребительских продуктах.
Первым известным проектом компании стало изготовление в лабораторных условиях самого настоящего мяса. Программа достигла внушительных успехов, хотя до массового производства пока еще далеко, а компания получила значительную финансовую поддержку частных инвесторов, включая наследника знаменитой банковской династии Джастина Рокфеллера и миллиардера Питера Тиля – соучредителя PayPal и старого приятеля Илона Маска. Но параллельно с 3D-печатным мясом компания уже несколько лет работает над другой, не менее интересной идеей – биопечатью кожи, в точности имитирующей натуральный продукт. Первые образцы одежды, изготовленной с использованием инновационного материала под названием «Zoa», демонстрируются на проходящей в эти дни выставке в манхэттенском Музее современного искусства.
«Руководители Modern Meadow ранее основали компанию, выращивающую живые ткани для биомедицинских исследований. Получив отзывы о других перспективных направлениях применения технологии, они задались вопросом: «Если мы умеем выращивать человеческие ткани, то почему бы не заняться производством тканей животных?» Рынок кожаных изделий оценивается в огромную сумму, порядка ста миллиардов долларов, и пока что не существует материалов, сравнимых с Zoa по возобновляемости и возможности кастомизации с регулировкой толщины, эластичности и цвета согласно пожеланиям конкретных пользователей и с учетом поставленных задач», – рассказывает руководитель отдела Modern Meadow по связям с общественностью Наталья Краснодебска.
В изготовлении Zoa используются передовые технологии, включая направленное редактирование геномов, 3D-биопечать и новую методику ферментационного выращивания коллагена. Процесс позволяет получать очень тонкую кожу, а также создавать образцы с заданным варьирующимся рельефом поверхностей. О сроках выхода на коммерческий рынок пока не сообщается.
https://youtube.com/watch?v=rpdxZo7rtGI%3Fenablejsapi%3D1%26widgetid%3D1
Как сделать кожу, никого не освежевав? Биотехнологи нашли ответ
Американские биотехнологи нашли способ выращивать кожу в лаборатории при помощи дрожжей, а теперь ищут способ наладить промышленное производство. Считать такую кожу натуральной или искусственной — вопрос спорный.
Кожевенное производство — древнее искусство. Самый древний предмет, сделанный из кожи животного, археологи нашли в армянской пещере: радиоуглеродный анализ показал, что башмакам не меньше 5,5 тысяч лет. Но есть и более древние свидетельства о том, что люди умели выделывать кожу — египетские росписи, на которых можно найти и кожаные сандали, и мешки, и детали вооружения; возраст древнейших таких изображений — семь тысяч лет.
Кожевенное производство — это еще и довольно неприятный технологический процесс. В XIX веке лондонцы, задыхаясь от запахов извести и мочи, в которых замачивали шкуры для очистки от остатков шерсти и мяса, и собачьих фекалий, которые использовали, чтобы смягчать кожу, были вынуждены запретить кожевникам работать в Сити. В Индии и Японии этим грязным делом занимались (а часто до сих пор занимаются) представители низших каст — неприкасаемых и буракуминов, соответственно.
Современное кожевенное производство пахнет иначе, чем до промышленной революции, но тоже не ромашками: на смену собачьим фекалиям, моче и извёстке пришли растворы солей хрома и другие химикаты. Но химия не сделала производство менее сомнительным с нравственной точки зрения: сырьё по-прежнему — кожа, снятая с животных.
Объём рынка изделий из кожи оценивается в 100 миллиардов долларов, но с каждым годом уменьшается, особенно в развитых странах. Его не смогли убить новые синтетические материалы, даже приближенные по внешнему виду и свойствам к настоящей коже, но грядёт революция: производитель кожи, по составу почти идентичной коже животных, но выращенной на фабрике, готовится выйти на рынок.
Образец материала из коллагена, синтезированного в лаборатории Modern Meadow
Компания называется Modern Meadow (англ. «современный луг»), и только недавно переехала из лаборатории в Бруклине (Нью-Йорк) в Нью-Джерси — там начнутся эксперименты на производстве. Деньги на исследования собрали у инвесторов (50 миллионов долларов), а готовую производственную схему обещают предложить уже через два года. Эксперименты начались с генетически модифицированных дрожжей, в ДНК которых добавили гены, отвечающие у коров за производство главного компонента кожи — белка коллагена.
Молекула коллагена состоит из фибрилл — длинных спиральных цепочек аминокислот, по три цепочки на фибриллу. В природе за синтез отдельных аминокислот и строительство нитей и спиралей отвечают клетки соединительной ткани — фибробласты. Биоинженеры Modern Meadow нашли способ заставить аминокислоты, выделяемые дрожжами, организовываться в нити и фибриллы без помощи фибробластов — правда, компания не любит раскрывать в детали . А если у вас есть нити коллагена, их довольно легко расположить слоями и получить материал, состоящий из белка, из которого в основном состоит коровья кожа. Такой материал можно отправить на выделку и дальнейшую обработку.
Искусственная кожа лишена недостатков натуральной: на ней нет шрамов и порезов, делать её можно рулонами, удобными для раскройки; при желании можно вырастить лист кожи любой площади и конфигурации. Меняя настройки приборов в процессе сборки коллагеновых нитей, можно получать более мягкую или более плотную «кожу».
В дальнейших планах у Modern Meadow — научить дрожжи производить другие виды колагена, чтобы делать коллагеновое полотно, напоминающее не коровью шкуру, а, например, страусиную или (по слухам) крокодилью. Но это уже совсем другая история.
Как дизайнер выращивает кожу из грибов
Ученые по всему миру уже много лет бьются над созданием аналога кожевенного производства. Некоторые компании (например Modern Meadow) пытаются выращивать кожу прямо из клеток, другие производят синтетические аналоги. А вот художник Фил Росс предложил совсем иной выход из ситуации при помощи, как это ни странно, грибов.
Вырастить и выкормить животное, которое затем отправят на убой — это не только жестоко, но и просто-напросто слишком дорого. Не стоит забывать также и о том, что производственная обработка кожи весьма токсична. Синтетические заменители кожи дешевле натурального материала, но во много проигрывают ему. Фил Росс, художник и основатель Mycoworks, выращивает кожу из мицелия, плотной корневой структуры грибов. «Это ведь и в самом деле «грибная кожа», шутит он.
Выращивая мицелий в различных условиях (манипулируя с уровнями влажности и температуры) и подвергая его дублению, Росс и команда могут создать материал, который выглядит как кожа коровы, змеи и даже шкура страуса. По словам автора проекта, такая «кожа» намного медленнее подвергается естественному биологическому разложению, что неудивительно — клетки грибного мицелия содержат хитин, который укрепляет их структуру.
Манипуляции с материалом можно производить прямо в процессе роста, а это значит, что дополнительные элементы (молнии, застежки, пуговицы, крючки и т. п.) можно приращивать прямо к грибным тканям, вместо того, чтобы использовать нитки и клей. Благодаря этому можно также манипулировать текстурой материала. «Такая кожа обладает пластичностью и мягкостью, которая недоступна натуральному материалу после химической обработки», говорит Росс.
Бумажник из нового материала
Mycoworks является хорошим примером того, как искусство на практике может стимулировать создание целой отрасли. Росс создавал произведения из мицелия на протяжении 30 лет. Впервые он заинтересовался грибами когда понял, что используя древесные опилки и прочие отходы он может выращивать из мицелия твердые конструкции, скульптуры и даже мебель! Впрочем, он не одинок: такие компании, как Ecovative используют подобные методы для выращивания упаковочного материала и даже обшивки салонов автомобилей из мицелия.
Из грибом можно изготавливать не только кожу, но даже мебель!
Команда Mycoworks — это не совсем привычная нам группа «начинающих стартаперов»: Росс — художник, Ван имеет докторскую степень по английской литературе в Калифорнийском университете в Беркли, а их новый консультант Джоанна Стейнхардт — доктор философии в том же университете. Тем не менее, Фил видит в этом лишь положительные стороны.
Некоторые ткани уже используют бренды, а учёные и дизайнеры продолжают исследования, разрабатывая суперпрочный текстиль с добавлением графена или искусственный шёлк из ДНК паутины.
Ткань из алкоголя Nannolose
Открытия не случилось, если бы не случай. Учёный Гэри Кэсс, окончив Университет Западной Австралии, работал у друга на винодельне. Как-то раз он забыл добавить в бочку с вином углекислый газ.
«Это была простая ошибка, на которую я в то время даже не обратил внимания. Бактерии «выпили» вино, превратили его в уксус и соткали волокна», — припоминает Кэсс.
В ходе исследований он выяснил, что бактерии Acetobacter превращают этанол и сахара в биоразлагаемую целлюлозу. Вместе с дизайнером Донной Франклин Кэсс начал экспериментировать, используя не только вино, но и пиво, шампанское.
Сделать практичное полотно из волокон целлюлозы, выращенных бактериями, поначалу не удавалось: первые изделия из такой ткани должны были оставаться сырыми, иначе в них невозможно было двигаться. Ещё от них сильно пахло винным уксусом.
Только спустя 20 лет после случая на винодельне Кэсс и Франклин довели проект до конца: в 2015 году на выставке World Expo в Милане они представили первое платье из волокон, выращенных в процессе ферментации пива. Через два года открылась Nannolose, где Кэсс руководит научным отделом.
Сегодня на производство ткани уходит от 10 до 15 дней. По словам создателей, материал достаточно крепкий для использования на текстильных фабриках, но производство ещё не налажено. Ткань должна поступить в продажу в ближайшие месяцы.
Шесть этапов производства ткани
Ткани из грибов Zvnder и BoltThreads
Немецкий бренд Zvnder с 2017 года производит плотный материал из грибов-трутовиков, по плотности и текстуре похожий на кожу. Компания делает из него кошельки, сумки и головные уборы.
В основе технологии — магистерское исследование дизайнера Нины Фаберт, которой и принадлежит бренд. Материал производят в Берлине, а грибы для него привозят из Трансильвании. Местные жители собирают трутовики почти 200 лет: из них делают элементы одежды и предметы интерьера.
Чтобы изделие прослужило долго, Фаберт добавляет к волокнам грибов латунь и пластик. Но на этом эксперименты дизайнера не заканчиваются: она исследует антибактериальные и абсорбирующие свойства грибов, подыскивая им применение в дерматологии.
Дело в том, что трутовики обладают кровоостанавливающими и абсорбирующими свойствами. В Древней Греции их использовали для остановки кровотечения, в традиционной китайской медицине же — в качестве диуретика.
BoltThreads использует для создания Mylо, похожего на кожу материала, грибницу, подземную нитевидную часть гриба.
Полотно создаётся из мицелиевых клеток, выращенных на сельскохозяйственных отходах. По словам создателей, Mylo достаточно эластичен и прочен, чтобы заменить настоящую и синтетическую кожу. Кроме того, он разлагается, не нанося вреда окружающей среде.
Кошелёк Mylo можно получить за $150, поддержав проект BoltThreads на Kickstarter, а за $400 компания вышлет сумку. Также из материала изготавливает вещи британский дизайнер Стелла Маккартни.
Сумка от BoltThreads Kickstarter
Сумка от Стеллы Маккартни
Шёлк из паутины Microsilk
Паутина очень прочна и эластична. Ещё одна разработка команды BoltThreads позволяет воспроизводить естественный процесс плетения паутины в лаборатории без использования живых пауков. Получившийся материал учёные назвали Microsilk.
Microsilk состоит из ДНК паутины, добавленной в дрожжи. Дрожжи смешиваются с сахаром и водой, и в процессе ферментации образуется шёлковый белок, который, как шерсть, вьётся в пряжу и используется для создания тканей.
В отличие от производства натурального шёлка, Microsilk оказывает меньшее воздействие на окружающую среду: первое требует много воды для орошения деревьев и обработки полотна, а также токсичных удобрений. К тому же синтетический материал полностью разлагается.
Тканью уже пользуются дизайнеры и бренды: Best Made Co сделала из искусственного шёлка шапку (стоимость — $198, лимитированная коллекция из 100 штук), а Стелла Маккартни — платье-прототип, которое пока не продаётся.
Платье от Стеллы Маккартни
Ткань Pinatex из ананаса
Ещё одну альтернативу коже разработала Кармен Хийоса, испанская исследовательница, основательница компании Ananas Anam.
Ткань Pinatex из листьев ананаса она придумала в 1990-е годы в Филиппинах, когда приехала туда в качества эксперта по экспорту кожи. Увидев, как сильно вредят природе производство кожи и фабричные химические красители, она занялась поисками более экологичного варианта.
Листья ананаса местные жители выбрасывали после сбора урожая, а Хийоса превратила их в прочный материал
Длинные волокна извлекаются из листьев в процессе декортикации, удаления наружного слоя. Затем волокна высушиваются и перерабатываются в нетканую сетку, основу Pinatex. После обработки специальным раствором ткань становится похожа на кожу.
На сайте Ananas Anam можно заказать набор образцов ткани за €27, в больших количествах Pinatex производят по запросу (около €50 за метр). Рюкзак из такого материала от компании Maniwala стоит $450, а куртка от Altiir — $880.
Ткань с добавлением графена
Графен разработали Андрей Гайм и Константин Новоселов, учёные из Манчестерского университета, в 2004 году. В 2010 году они получили за своё открытие Нобелевскую премию по физике. Материал представляет собой слой атомов углерода, организованных в форме сот.
Графен проводит тепло и электричество, он лёгкий и в то же время прочный; интересен и с точки зрения экологии: графен поглощает углеводороды и органические материалы.
Один из трендов в современной индустрии текстиля — разработка тканей со встроенными функциями: нагревом или считыванием физических показателей.
Исследователи из Шведского научно-исследовательского института соединили графен с пряжей и получили лёгким, гибкий, токопроводящий материал. Его проще адаптировать под «умные» предметы одежды вроде нагревающихся носков.
Та же команда разработала защитное покрытие с добавлением графена: оно делает ткани устойчивыми к ультрафиолетовому излучению, водоотталкивающими и даже огнеупорными.
Наконец, учёные из лаборатории SAAB Barracuda и Swerea IVF придумали на основе графена наполнители, которые улучшают теплопроводимость ткани.
Куртка из графена Vollebak
Пока в продаже почти не найти вещей из графена. Куртку-ветровку от Vollebak можно заказать за €595, став частью тест-группы (как только образцы распродадут, продажи закроют для продолжения исследования).
Текстиль из коллагена Modern Meadow
Учёные из лаборатории Modern Meadow в Нью-Йорке, вдохновляясь природными материалами, выращивают ткани из клеток, ДНК и белков.
Процесс создания текстиля состоит из трёх этапов: дизайн, выращивание и сборка.
На первом этапе ученые модифицируют ДНК клеток и создают микроорганизмы, которые вырабатывают белки. На втором этапе клетки размножаются и превращаются в «миллиарды заводов по производству коллагена», строительные блоки будущих материалов.
Последний этап — сборка. В зависимости от требуемых характеристик и дизайна, белки комбинируются с другими натуральными или искусственными материалами. Из полученной смеси создаётся текстиль.
Zoa, один из первых материалов Modern Meadow, внешне похож на кожу, но создан из белков коллагена. Пока о сотрудничестве с брендами и дизайнерами лаборатория не сообщает.
