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經(jīng)常了解黑科技的朋友們，想必早已對Moon Parka耳熟能詳了，它是一款羽絨夾克，由研制人造蜘蛛絲材料的Spiber公司與The North Face合作研發(fā)。隨便百度上一搜，就會發(fā)現(xiàn)不論何時發(fā)布的帖子，上面都有這么一句話：該成衣預計將于明年發(fā)售，價格尚未透露。 同樣利用蛛絲黑科技的不止The North Face一家，還有Adidas和Patagonia。目前Adidas正與另一家研制人造蛛絲的公司AMSilk合作，打算利用這項技術(shù)在今年年底推出一款可生物降解的環(huán)保跑鞋。

Adidas蛛絲跑鞋 圖片來源：C&EN

雖然這些令人興奮的高科技產(chǎn)品至今沒有走出實驗室，但鑒于蛛絲本身的優(yōu)良特性及研發(fā)團隊對其性質(zhì)的不斷推進，很多公司對其未來的用途也相當期待。從蛛絲本身的角度看，其特性可以堪稱完美：1.由可再生材料制備；2.防水、可被生物降解；3.強韌、有彈性。但科研工作者仍然致力于優(yōu)化其性能，比如：提高產(chǎn)量、拓展應用范圍，讓它變得更完美。下面就簡要介紹下幾家蛛絲研發(fā)的機構(gòu)的生產(chǎn)狀況。

Bolt Threads

加利福尼亞的Bolt Threads 公司是一家極度引人注目的蛛絲開發(fā)商，他們利用基因重組的方法對酵母進行改造，使其含有蛛絲基因，最終通過發(fā)酵的方法獲得大量蛛絲蛋白。該項目剛一落地時就獲得4000萬美元的投資，隨后又在去年融得了5000萬美元，用以擴大生產(chǎn)規(guī)模。該公司生產(chǎn)規(guī)模正從實驗室逐漸擴大到商業(yè)生產(chǎn)，而且已經(jīng)與三個客戶開展了合作，其中就包括制造業(yè)巨頭Patagonia。

Bolt公司在2015年，就宣稱將在2016年夏天宣布商業(yè)蛛絲紡絲工藝，然而據(jù)公布時間已經(jīng)過去了9個多月，大家卻什么都沒有看到，甚至連個推遲的解釋都沒有。

盡管Bolt公司目前還沒有商業(yè)化產(chǎn)品，但業(yè)界非常看好。Bolt公司說：“我們非常期待能在紡織界，引領一個兼具時尚與實用的風潮?！?nbsp;

Spiber

日本的Spiber公司，同樣是利用發(fā)酵手段獲得蛛絲蛋白，與上面Bolt不同的是，Spiber利用工程菌是大腸桿菌。Spiber與Goldwin 、The North Face公司合作，原本打算在2016年底推出第一款產(chǎn)品——Moon Parka羽絨夾克，預計售價1000美元。但計劃沒有變化快，該產(chǎn)品至今還沒能與消費者見面。同Bolt公司一樣，該公司也沒有給出推遲的原因。

市場研究公司Lux Research的生物基材料主管分析師Victor Oh認為，盡管Spiber公司將很快有一批產(chǎn)品面世，但他仍對Moon Parkas的產(chǎn)量持保留意見。因為蛛絲材料決定了Moon Parkas將會是一款價格較高的產(chǎn)品，想讓它和市場上的常規(guī)紡織品競爭，蜘蛛絲開發(fā)商必須將蛛絲成本降到10美元/公斤以下。而Spiber公司給出的市場指導價是20-30美元/公斤。

猶他州立大學的生物教授Randy Lewis，在蛛絲領域非常有話語權(quán)，他認為蛛絲和尼龍等人造纖維根本沒有可比性，Randy Lewis說：“即使完美的發(fā)酵和凈化的過程，也不會讓蜘蛛絲成本降到每公斤10到15美元。這是不可能做到的?！?nbsp;

 Moon Parka羽絨夾克 圖片來源：C&EN

AMSilk

德國的AMSilk創(chuàng)辦于2014年，是一家為化妝品行業(yè)提供蛛絲蛋白的公司，起初不提供蛛絲紡織物。拜羅伊特大學的生物材料學教授Thomas Scheibel為其提供技術(shù)支持。自從該公司改進了紡織技術(shù)，他們便將目光放在了可降解鞋上。 去年，該公司宣布計劃與服裝巨頭Adidas合作制造跑鞋。

該公司的CEO Jens Klein 說，AMSilk的銷售額正以每年30%的速度增長，重要合同也在有序進行中。在化妝品領域，蛛絲蛋白具有透氣，保護皮膚及抗皺功效。AMSilk的蜘蛛絲蛋白已經(jīng)用在的20多種市售化妝品中，Klein補充說。

在化妝品領域AMSilk一次只需要為購貨方提供幾千克的蛛絲蛋白就夠了，但與Adidas將是一個大體量的合作，想要保證成百上千的鞋能按期生產(chǎn)，就要保證噸級的蛛絲生產(chǎn)水平，Klein稱他們已經(jīng)準備好了。

Adidas選擇將蛛絲用于鞋上主要是因為它由可再生材料制備，而且能被生物降解。Klein說：“該鞋將以溢價銷售，但不超過高級運動鞋市場的價格?！?/p>

除了服裝領域外，AMSilk也一直關(guān)注其在醫(yī)學領域上的應用。該公司歷時兩年半，驗證蛛絲在人體內(nèi)的安全性。蛛絲蛋白薄膜雖然沒有殺菌作用，但它可以抑制細菌繁殖。單單這一點就足以讓它在衣物中大放異彩，比如一些貼身衣物。（說到這小編不禁想起了萬能的竹纖維，具有抗菌、除臭、抗紅外線的奇效，商人的思路果真是一致的）

AMSilk也使用生物學技術(shù)進行蛛絲生產(chǎn)。圖片來源：youtube

Randy Lewis實驗室

猶他州立大學的Lewis教授實驗室正在研究蛛絲蛋白在醫(yī)學領域的應用，例如縫合線，人工韌帶，以及敷布。

他開發(fā)了一系列能產(chǎn)生蛛絲的寄主，包括大腸桿菌、山羊、蠶和苜蓿。他說：“我們現(xiàn)在能大規(guī)模生產(chǎn)，因此可以實現(xiàn)原型開發(fā)。同時我們也正在與公司合作?！?/p>

猶他州立大學Randy Lewis實驗室的化學家們對蛛絲蛋白纖維進行電紡絲 圖片來源：猶他州立大學 

當然Lewis教授也非常坦然的承認一些問題，比如：如何讓蛛絲蛋白在純化時能兼顧效率與成本。目前該實驗室有500L的發(fā)酵罐可以讓大腸桿在里面繁殖并分泌蛛絲蛋白，他預計夏天蛛絲蛋白產(chǎn)量就能達到每周1kg，他指出“這個體量對于大多數(shù)研究模型，都夠用了。”至于會讓哪種產(chǎn)品商業(yè)化，Lewis也有自己的考量。例如在醫(yī)療領域，每位患者為了治療導管引起的細菌感染大概要花1300美元，鑒于蛛絲良好的抗菌作用，Lewis認為以后可以把它用作導管涂層，這樣能為患者省下一筆不小的費用。他們也正與一些小的科技公司合作，進行導管研發(fā)。

除了大腸桿菌，該實驗室在轉(zhuǎn)基因山羊羊奶中也能提取出蛛絲蛋白。產(chǎn)奶量最高的山羊大約每天產(chǎn)8L，每升大約能提取出2g蛛絲蛋白。Lewis教授說：“蛋白純化流程非常簡單，因此能實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。我們計劃在一年內(nèi)，從產(chǎn)奶量最高的8-10頭山羊中克隆出100頭?！?/p>

Kraig Biolabs

印第安納州Kraig實驗室主要是通過轉(zhuǎn)基因蠶分泌蛛絲蛋白，但目前還是蠶絲蛋白和蛛絲蛋白的混合體。對于Kraig實驗室蛛絲量產(chǎn)的關(guān)鍵是桑樹是否夠用，不然蠶寶寶沒得吃，就要罷工了。該公司說，他們將很快在德克薩斯州新收購的地方種2000棵桑樹。 目前他們已經(jīng)在印第安納州有一個約1/10的大小地方，足以生產(chǎn)為軍隊提供測試材料的彈道服裝。 然而，他們的長遠計劃是在越南生產(chǎn)，因為那的蠶產(chǎn)業(yè)非常成熟。

該公司的創(chuàng)始人兼CEO Kim K. Thompson說，目前通過一些技術(shù)手段已經(jīng)提高了其蜘蛛絲與蠕蟲絲的比率。但他的最終目標是產(chǎn)生純蛛絲。

Kraig Biolabs官方網(wǎng)站的截圖，來源：http://www.kraiglabs.com/

寫在最后

公司在推進蛛絲生產(chǎn)的進度中雖然時快時慢，但實驗室的研究成果將會擴大未來的應用。

瑞典的卡羅琳斯卡學院最近發(fā)布的一項研究表明：合成蛛絲如果以蜘蛛紡紗腺的方式進行加工，其纖維的強度可以顯著增強(Nat. Chem. Biol. 2017, DOI: 10.1038/nchembio.2269)。

英國諾丁漢大學醫(yī)學和生物化學教授Neil R. Thomas團隊的一名博士生David Harvey研究發(fā)現(xiàn)：有機配體與蛛絲綴合，可賦予其抗生素及熒光性質(zhì)(Adv. Mater.2016, DOI: 10.1002/adma.201604245)。Thomas說，在臨床試驗（比如糖尿病潰瘍）結(jié)束后四五年內(nèi)，商業(yè)化的蛛絲抗生素敷料也許就能與大家見面了。目前，很多蛛絲生產(chǎn)商都表示對Harvey的研究成果很感興趣，并期待開展技術(shù)合作。

對于蛛絲廠商來說，探索新功能是他們能否長遠發(fā)展的關(guān)鍵因素。但在此之前，他們必須要克服發(fā)展初期遇到的種種問題，最實際的就是讓Adidas的環(huán)保運動鞋和Moon Parka從實驗室走進千家萬戶，讓普通大眾真正地感受到蜘蛛絲帶來的服裝革命！

參考：

http://cen.acs.org/articles/95/i8/Delivering-spider-silks-promise.html