ペンシルベニア州立大学の研究者が率いるチームは、醸造や製薬の工程で残った酵母を生分解性の高性能繊維に変える画期的な方法を開発した。これにより、従来の繊維に代わる持続可能な代替品が生まれ、食料生産のための資源が解放される。
ペンシルベニア州立大学を率いる研究者たちは、ビール、ワイン、医薬品製造の過程で残った酵母を高性能繊維に変換する革新的な方法を発見しました。この画期的な技術は、世界的な飢餓やファストファッション産業の環境への影響といった、地球規模の大きな課題の解決につながる可能性があります。
通常廃棄物とみなされる酵母バイオマスを再利用することで、研究者らは天然の代替品よりも強度が高く、環境への悪影響が大幅に少ない繊維を作り出した。
「1万1000年前、狩猟採集民が羊毛を得るために羊を家畜化したのと同じように、私たちは農業の視点を変えて、より多くの資源を食用作物に集中させることができる繊維を得るために酵母を家畜化している」とペンシルベニア州立大学のピアス工学教授で生体模倣材料のハック委員長を務める筆頭著者のメリク・デミレル氏はニュースリリースで述べた。
掲載 11月3日付の米国科学アカデミー紀要（Proceedings of the National Academy of Sciences）に掲載されたこの研究では、研究チームがどのようにしてこの繊維のパイロットスケール生産を達成したかが強調されています。ドイツの工場で1,000ポンド（約450kg）以上の繊維を生産することで、この繊維を商業生産へとスケールアップできることを実証しました。
研究者らはライフサイクル評価も実施し、生産から廃棄までの繊維の総合的な環境および経済への影響を分析した。
研究結果は、これらの発酵ベースの繊維を商業規模で生産することで、より少ない資源でウールなどの従来の繊維よりも競争力を高めることができることを示唆しています。この繊維の1キログラムあたりのコストは約6ドルで、ウールの1キログラムあたり10～12ドルよりも安価です。さらに、必要な水と土地の量は大幅に少なく、温室効果ガスの排出量も最小限に抑えられます。
「この素材は、ウールの1キログラムあたり10～12ドルに対し、1キログラムあたり6ドル以下（約2.2ポンド）で安価に製造できることを実証しました。水と土地の使用量も大幅に削減でき、他の天然繊維や加工繊維に比べて性能も向上し、温室効果ガスの排出もほぼゼロです」とデミレル氏は付け加えた。「節約した資源は、例えば土地を再利用して食用作物を栽培するなど、他の用途にも活用できます。」
このイノベーションの潜在的な影響はファッション業界だけにとどまりません。繊維作物専用の農地の必要性を減らすことで、より多くの土地を食料生産に活用できるようになります。
「綿花を栽培する代わりに、その土地、水、資源、エネルギーを、人々の食糧となる作物の生産に活用できたらどうなるか想像してみてください」とデミレル氏は付け加えた。
この変化は、喫緊の課題である世界的な食料不安の解決に役立つ可能性があります。2024年には、7億3,300万人が食料不安に直面していました。
繊維製造プロセスは、自然界に存在するタンパク質の蓄積に着想を得ており、酵母由来のタンパク質を溶液に溶解し、それを紡糸して繊維にします。これらの繊維は生分解性であり、ポリエステル廃棄物が埋め立て地に廃棄されるという深刻な問題に対処します。
この研究は繊維製造における大きな変化の基礎を築きました。
「バイオ製造を活用することで、土地、水、栄養素を食用作物と競合することなく、持続可能な高性能繊維を生産することができます」とデミレル氏は付け加えました。「バイオ製造ベースのタンパク質繊維の導入は、増加する人口を養う地球の能力を損なうことなく、繊維需要を満たす未来に向けた大きな前進となるでしょう。私たちは『飢餓ゼロ』の目標達成に向けて大きく前進し、持続可能な開発目標を推進しながら、誰もが栄養価の高い食料にアクセスできるようにすることができます。」
デミレル氏はこれらの繊維を大量市場に投入することに楽観的であり、生産規模の拡大に向けてさらなる調査を計画している。
出典： ペンシルバニア州立大学