Et lille stykke højteknologisk plastfri fremtid bliver snart printet på SDU. Her vil forskere nemlig udvikle en 3D-printet Lab-on-a-Chip, som kan efterligne edderkoppens silkespindingsproces i mikroskopisk skala og derved erstatte elastan. Det kan betyde farvel til mikroplast fra vores sports- og undertøj.
Noget af det sidste man ønsker i nærheden af sit undertøj, er et krible-krable-dyr med otte lodne ben, men nu vil forskere på SDU efterligne edderkoppens silke og bruge det til at erstatte elastan i tights og trusser.
Et forskerhold fra SDU har netop modtaget én million kroner fra Novo Nordisk Fonden til projektet EkoSilk, hvor de har sat sig for at erstatte elastan – det strækbare, olie-baserede materiale i alt fra løbetights til undertøj – med tråde inspireret af edderkoppen. Tråde, der er stærkere end stål, mere elastiske end elastan og fuldstændig biologisk nedbrydelige.
-Det er et tæt samarbejde mellem Det Tekniske Fakultet og Det Naturvidenskabelige Fakultet på SDU. Vi laver en fabrik på størrelse med et frimærke, der kan spinde en tråd uden at efterlade et eneste stykke plast, fortæller lektor Jacek Fiutowski fra Mads Clausen Instituttet på SDU.
Mikroplast i vaskemaskinen
Og netop plast er et nøgleord i denne sammenhæng. For hver gang vi vasker vores sportstøj, strømper eller løbetrøjer, skylles tusindvis af mikroskopiske plastfibre ud i vandet. De havner i havene, i fiskene – og til sidst i os selv. Ifølge forskere står syntetiske tekstiler for over 30 procent af verdens samlede mikroplastforurening.
Elastan, bedre kendt som Spandex eller Lycra, er en af de store syndere. Det giver tøjet elasticitet, men det bliver i naturen i årtier, efter at vi har smidt det ud. Med EU’s nye krav om bæredygtige produkter er jagten på et grønt alternativ intensiveret.
En ting er mikroplast, en anden er CO₂-udledning. Hvis man formår at udskifte blot én procent af det globale elastan-forbrug med edderkoppesilke, reducerer det CO₂-udledningen med, hvad der svarer til 80.000 transatlantiske flyvninger om året.
En chip, der kan spinde som en edderkop
EkoSilk-projektet vil udvikle en 3D-printet Lab-on-a-Chip, som kan efterligne edderkoppens silkespindingsproces i mikroskopisk skala. Inde i chippen bliver flydende silkebyggeklodser presset, snoet og behandlet på præcis samme måde som i edderkoppens spindevæv – indtil de forlader maskinen som ultratynde, stærke tråde.
Først bruger forskerne kunstige silkekomponenter fra en britisk partner, men målet er at skifte til naturligt udvundne proteiner fra rigtige edderkopper.
-Det svære er ikke at lave silken. Det svære er at lave den på præcis samme måde, som naturen gør – i en skala, hvor vi kan kontrollere styrke og elasticitet ned til nanometeren, forklarer Fiutowski.
Og her kommer en unik bioprinter, der blev finansieret af Novo Nordisk i 2023, ind i billedet. For at skabe lab-on-a-chip anvender teamet en maskine med det mundrette navn, Quantum X bio, som med Francesca Serra fra SDU’s Naturvidenskabelige Fakultet (NAT) i spidsen, kombinerer ekstrem præcision med muligheden for at arbejde med levende celler. Det gør bioprinteren til et yderst kraftfuldt værktøj til at udvikle avancerede biologiske materialer og systemer.
-Projektet er et godt eksempel på samarbejde mellem Det Tekniske Fakultet og Det Naturvidenskabelige Fakultet. Med sin ekspertise inden for proteinekstraktion og bioprintning, er Francesca Serra er et essentielt medlem af EkoSilk-konsortiet, understreger Fiutowski.
Tæt samarbejde med tøjproducent
Markedet for kunstig edderkoppesilke vurderes til knap otte milliarder dollar og vokser hurtigt. Men hvor andre virksomheder fokuserer på styrke, satser EkoSilk-projektet på elasticitet og bæredygtighed.
-Vi tror, vi kan levere noget, som ikke bare er et nicheprodukt, men som faktisk kan konkurrere direkte med elastan – til gavn for både miljø og forbrugere, siger Fiutowski videre.
Hvis alt går efter planen, vil en færdig prototype være klar inden for et år. Slutbrugeren af teknologien bliver Biomimica A/S, som også er en del af EkoSilk-konsortiet. På længere sigt kan industrien erstatte en væsentlig del af produktionen af elastan — hvilket vil gøre sportstøj mere bæredygtigt og fri for skjulte plasttråde.
EkoSilk-projektet ledes af Jacek Fiutowski fra Mads Clausen Instituttet (MCI) på SDU, mens Casper Kunstmann, ligeledes fra MCI, og Francesca Serra fra SDU’s Naturvidenskabelige Fakultet bidrager med ekspertise inden for mikrofluidik, proteinkemi og bioprintning med høj opløsning.
Kommercialiseringen varetages af Irina Iachina og Eric Rozario fra Biomimica A/S, mens Chris Holland fra Natural Materials Group ved University of Sheffield giver videnskabelig vejledning om silkeproteinformulering og spindeprocesser. Sammen forener teamet forskning, industriel knowhow og internationalt samarbejde for at skabe et bæredygtigt alternativ til elastan.
