2022 年全球變革大獎揭曉:從空氣中再生的Viscose、聚酯混紡材質的全回收科技…

2022/04/29

因疫情停辦一年的Global Change Award(全球變革大獎),2022再次重啟,得獎作品從捕捉二氧化碳製作的負碳粘膠纖維(Viscose),讓彈性纖維和聚酯混紡能夠完整循環回收的發明,於濕地

文=本刊編輯部

該獎每年頒給五名創新發明者總額100萬歐元獎金,獲獎者因疫情停辦一年的Global Change Award(全球變革大獎),2022再次重啟,得獎作品從捕捉二氧化碳製作的負碳粘膠纖維(Viscose),讓彈性纖維和聚酯混紡能夠完整循環回收的發明,於濕地種植植物製作鵝絨替代品,到可以延長服裝壽命的洗衣粉,幫助小農減少農藥使用的AI人工智慧,各種廣泛探索實現綠色循環的創新辦法,再次拓展了我們對於可持續解決方案的想像與思路。

全球變革大獎由非營利組織H&M基金會於2015 年發起,旨在促鼓勵尚產業從初始階段進行創新,以加速產業從線性經濟轉變成循環式經濟產業,來解決全球面對的共同挑戰:土地、水、海洋、氣侯和生物多樣性。
並可加入由H&M 基金會與埃森哲(Accenture) 管理諮詢、KTH皇家理工學院、和香港的南豐作坊(The Mills Fabrica)共同提供,為期一年的創新加速器計畫(Innovation Accelerator Program)。
以下讓我們一同來看看這5家鼓舞人心的2022年全球變革大獎得主:

Rubi (美國)  捕捉CO2 製作的負碳纖維素纖維

Rubi Laboratories繞開當今農業和製造業流程,從空氣中捕捉CO2碳排廢物,合成出天然植物性的viscose與lyocell紡織品。據稱,每件採用Rubi技術製作的服裝,都可以從大氣中去除大約2個浴缸的二氧化碳。

幾乎不消耗水、不需要土地,Rubi Laboratories建立的這個創新的生物生產技術平台,受到樹木利用二氧化碳滋養自身的啟發,運用由酵素酶驅動的生化過程來“吃掉”碳排,製造負碳、天然基材、100% 可追溯且可自然生物降解的再生纖維素纖維。

這項技術正在申請專利,也是首個運用體外生物實驗方式,以酵素酶催化合成viscose粘膠纖維的先驅。尤其特別的是,Rubi的執行長Neeka Mashouf表示,這個系統可以捕獲和轉化各種來源和濃度CO2,濃縮的工業廢氣當然最好,但是可以也可以直接使用CO2含量非常低的一般空氣,將CO2轉化為纖維素,然後製造粘膠紗線。

傳統viscose與lyocell這類纖維素纖維,都是以木漿為材料,通過化學溶解,將天然纖維素分離出來。
Neeka Mashouf說,Rubi希望可以徹底改變供應鏈,生產服裝也可以從大氣中去除二氧化碳 。該公司日前並已籌集到了450萬美元的種子輪募資,以將此概念從樣品規模推展至商業量產,並期待能把售價降低至一般現行的粘膠纖維。
 

RE:LASTANE(中國)  彈性纖維/聚酯纖維混紡面料的分離及全回收
由青島阿脒諾材料技術有限公司自主研發的Re:lastane創新技術,首次完整分離和循環回收了彈性纖維/聚酯纖維的混紡面料,解決了當前紡織行業中混紡材料難以分離與回收的問題。

彈性纖維和聚酯纖維可以使衣服有彈性,服貼在我們的肌膚上,因此成為現代運動服裝最主要的成分。但混紡織物也由於難以分離回收再利用,成為時尚業推動閉環循環的一大挑戰。

RE:LASTANE聚酯回收體系,使用全新研發的類酶催化體系,能夠在溫和的條件下將聚酯纖維從棉、尼龍、彈性纖維以及其他混紡纖維中分離,一方面將聚酯解聚成單體,同時又不損害非聚酯類纖維(如彈性纖維),讓分離後的單體經過提純後可再聚合成聚酯,而其他的混紡纖維也可以循環再利用。
目前歐美與南韓雖也已經有技術可以做到單一回收聚酯,但會破壞彈性纖維的組織,而這就是這次RE:LASTANE獲獎的主因。

根據該項計畫核心成員毛德彬博士的介紹,首先,Re:lastane聚酯回收體系使用的是邊角料與廢舊衣物,以及低溫、溫和的工藝流程,能耗低很多。
再者,傳統的紡織材料在生產過程中,基本上都會用到化工原料,其中不乏有毒物質,例如彈性纖維的生產需要用到MDI(高毒性異氰酸酯)。但藉由這項新的分離回收技術,就可以減少有毒物質和化工原料的使用。
同時,Re:lastane聚酯回收體系還是無水工藝,依目前的實驗室數據,相較傳統生產工藝可以減少70%以上的二氧化碳排放。

毛德彬並透露,目前Re:lastane聚酯回收體系已完成實驗室階段,計畫在一年內完成公斤級的中試,目標2到3年內邁向千噸級示範性工廠。

BioPuff® by Saltyco (英國)  用零殘忍的植物羽絨救濕地
填充一件羽絨服平均需要30隻鵝的羽毛。合成替代品雖可以拯救動物,但會排放大量溫室氣體。

對此,材料科學公司Saltyco從泥炭地(peatland)中找到了解決方案,期望藉由創新的材料供應鏈,積極修復受損的地球生態系統。
泥炭(Peat),是一種由部份分解植物積累而成的有機濕地土壤,看似其貌不揚,卻是地上最強的天然碳匯,全球泥炭地的二氧化碳存封量,比其他所有植被類型(vegetation types)加起來的還要多!
但如今大量濕地已被排乾變成農田,使它們釋放大量二氧化碳而不是儲存二氧化碳。

Saltyco使用再生農業(regenerative agriculture),重新復育這些濕地,同時選擇不需要淡水灌溉的耐鹽植物,和創新的纖維提取技術。新產品BioPuff®具有簇狀結構(與羽絨相似),以及天然蠟質表面,不僅重量輕、溫暖、天然防水,而且可以生物降解的植物基纖維。

Saltyco的創新方案同時解決了不同的環境和社會問題,以植物製成的鵝絨代替品,零殘忍不傷害動物,平均每件夾克可以減少70%的石油消耗,節省25公升的飲用水,而且還有助於恢復受傷的生態系統,並為農民提供可持續的收入來源。
 

BIORESTORE (瑞典)  讓二手服裝煥然一新的家用洗衣方案
這不是魔術,這是科學。失去的不一定永遠失去。至少在與時間賽跑中落敗的衣服,現在可能有比捐贈或回收它們更好的選擇出現了。
正在申請專利的BIORESTORE可持續衣物修復解決方案,聲稱可以科學地去除織物表面的起球,從而提高色彩亮度、重新排列纖維、甚至重整變形服裝。

聯合創始人兼創意總監Richard Toon說,BIORESTORE由酶和礦物質的完美環保配方組成。與含有超過29種成分的其他洗衣粉相比,BIORESTORE只有簡單六種基本成分,而且完全沒有美白劑、香料、矽、柔軟劑或螢光增白劑等化學添加。

Toon補充, “酶在自然界中含量豐富,而且它最大的好處是它們非常聰明,只有在非常特殊的條件下才會激活。藉由BIORESTORE,它可以與水和纖維素服裝纖維發生反應,並啟動一連串生化過程,從深層紗線結構中去除毛羽,提高色彩亮度,使織物收緊,使服裝表面柔軟光滑。

這不是一般清潔衣物的洗衣粉,雖然用法一樣,用戶只需將 BIORESTORE添加到家用洗衣機中,設定40°C Eco,然後滾筒烘乾即可。而且只需洗滌一次,就可以讓受損舊衣簇然一新。
 

CottonAce by Wadhwani AI (印度)  幫助小農減少農害的AI人工智慧
每年都有大量的棉花作物因害蟲而損失,過去殺蟲劑是對抗蟲害最常見的解決方案,但它們經常被過度使用,對環境、土地和農民的健康造成危害。現在,在AI人工智能的幫助下,農民可以在作物被毀壞前監控和對抗蟲害,從而減少農藥的使用,增加收成,增加農民的收入。

印度是世界上主要的棉花生產國之一,粗估有580萬棉農,其中 75%以上是缺乏資源、無力採取複雜的害蟲管理措施的小農或無地農民。非營利組織Wadhwani AI開發的app應用程式CottonAce,透過物體偵測(Object Detection)、影像辨識、定位害蟲,可以在蟲害早期提出預警,同時識別出兩種最主要的棉花害蟲:粉紅棉鈴蟲和美洲棉鈴蟲,為棉農提供實時指導和建議,在正確的時間以最科學有效的措施針對性地消除害蟲(對於不太嚴重的蟲害,則可能推薦以有機方式驅蟲),降低作物受損的風險。

而且CottonAce非常容易使用。首先安裝害蟲誘捕器,農民可以在沒有連接網際網路的情況下簡單拍攝害蟲或有蟲害的種子囊照片,將圖像上傳到應用程式,然後人工智能就可以根據這些照片進行分類和計算,分析哪些害蟲正在吃農作物,預測害蟲的侵擾軌跡,即時指示該使用何種殺蟲劑、建議劑量、以及何時使用。

根據實驗,透過CottonAce的協助可以減少大約25%的殺蟲劑使用,避免濫用殺蟲劑,並增加農民的收入。

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