随着原料技术、化学技术、生物技术、纺织技术、聚合物加工技术等多领域技术的融合推进，以及材料应用领域的创新拓展，生物基纤维领域出现了诸多创新案例，也催生出一批初创项目和企业，备受行业内外，尤其是资本和品牌关注。

日本生物技术公司Spiber开发了一种微生物发酵合成蛛丝蛋白的技术，并制成了Spiber Brewed Protein^TM纤维，有长丝和短纤等品类可选。据统计其在2023—2024年期间获得的融资超过100亿日元。目前，该公司已与意大利多家高端面料制造商达成合作。如：与Marzotto毛纺公司合作开发的一款面料，由30%的Spiber Brewed Protein^TM纤维和70%的羊毛混纺而成，适合制作西装；与意大利博洛尼亚纺纱厂Filatura Papi Fabio SpA合作，推出了Brewed Protein^TM纤维＋RWS超细羊毛混纺纱。

作为一家生产以蜘蛛丝为基础的高级生物材料的领先企业，AMSilk开发的AMSilk超细纤维与桑蚕丝相比具有显著的环保优势，包括：气候变化影响降低81%；酸化降低90%；淡水富营养化降低73%；土地使用减少92%；用水量减少97%等。而且，用其制成的纺织品易于降解。目前，AMSilk正在与味之素食品欧洲建立长期的合作伙伴关系，利用味之素在精密发酵领域的专业知识及在法国的战略位置，在其位于法国内斯勒的制造工厂利用生物技术制造蛛丝蛋白。

在德国联邦教育和研究部（Bundesministerium fürBildung und Forschung，BMBF）牵头的BIOTEXFUTURE（生物基纺织品研究创新空间）项目的资助下，亚琛工业大学纺织技术研究所（ITA）与阿迪达斯股份公司合作，开发一种用于运动服的轻质超绝热非织造布Light Lining。项目团队开发了一种新型纤维素气凝胶，作为替代羽绒和聚酯纤维的解决方案，其适用于运动和户外服装的隔热保温层。它提供了两个重要创新点：一方面，这些气凝胶纤维是从木材中获得的，是一种由可再生和可回收原料制成的生物基材料；另一方面，这些气凝胶纤维具有比常规保温层更好的隔热保温性能，据测试，新型纤维素气凝胶材料在克重为60 g/m²下的热导率为0.035 W/（m·K）。与传统的刚性气凝胶产品相比，这款纤维素气凝胶柔软有弹性。

东华大学的研究团队通过优选菌群来源，另辟蹊径地采用微生物定向发酵技术，实现餐厨垃圾48 h乳酸快速达峰，使得乳酸产率大于50%。同时，该团队还开发了梯级温控钙盐热熔结晶技术，在结晶环节促进产品二次成核，使乳酸产品纯度提升至98%。在团队成员的努力下，其乳酸产品通过第三方认证，达到聚乳酸市场纯度准入条件，成为国内首个实现餐厨提取高纯度乳酸的团队。通过将乳酸进一步加工成生物基纤维——聚乳酸纤维，对其在纺织服装领域的应用起到了很好的促进作用。

[延伸阅读]什么是生物基纤维？

生物基纤维是指利用生物体本身或者其提取物制成的纤维。

1. 分类：
- 生物基原生纤维：经物理方法加工处理后直接使用的动植物纤维，例如棉、麻、毛、丝等天然纤维。这些纤维是人类最早使用的纤维材料，具有良好的吸湿性、透气性和舒适性，并且可以自然降解，对环境友好。
- 生物基再生纤维：以天然动植物为原料，经过物理或化学方法制成纺丝溶液，而后通过适当的纺丝工艺制备而成的纤维。常见的有再生纤维素纤维（如粘胶纤维、莫代尔纤维、莱赛尔纤维等）和再生蛋白质纤维（如大豆蛋白纤维、牛奶蛋白纤维等）。这类纤维在保留了部分天然纤维特性的同时，还具有较好的强度和可加工性。
- 生物基合成纤维：以生物质为原料，通过化学方法制成高纯度单体，而后经过聚合反应获得高分子量的聚合物，再经适当的纺丝工艺加工成的纤维。例如聚乳酸（PLA）纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）纤维等。这类纤维具有较高的强度、弹性和耐磨性，并且可以通过调整生产工艺和配方来满足不同的应用需求。

2. 特点：
- 原料可再生：生物基纤维的原料来源于植物、动物的副产物等生物质，这些资源可以通过种植、养殖等方式不断再生，减少了对石油等不可再生资源的依赖。
- 低碳环保：生物基纤维在生产过程中消耗的能源较少，产生的二氧化碳排放量也较低。并且其废弃后在自然环境中可以降解，不会对环境造成长期的污染。
- 生物相容性好：部分生物基纤维具有良好的生物相容性，可应用于生物医用领域，如制作手术缝合线、组织工程支架等。
- 性能多样化：通过不同的生产工艺和技术，可以制备出具有不同性能的生物基纤维，如高强度、高弹性、抗菌、阻燃等，满足不同领域的应用需求。

3. 应用领域：
- 纺织服装：生物基纤维可以用于制作各种服装，如内衣、衬衫、外套、运动服等。其良好的吸湿性、透气性和舒适性，使得穿着更加舒适健康。
- 医疗卫生：在医疗卫生领域，生物基纤维可用于制作医用敷料、手术缝合线、人造血管等。例如海藻酸盐纤维是生产高吸湿性医用敷料的优质原材料。
- 家居用品：可用于制作床上用品、窗帘、地毯等家居用品，具有环保、舒适的特点。
- 工业领域：生物基纤维还可以应用于工业过滤、隔音材料、复合材料等领域，发挥其独特的性能优势。

生物基纤维的研究进展主要体现在以下几个方面：

1. 原料开发与改进：
- 生物基1,3-丙二醇（生物基1,3-PDO）：这是制备一些生物基纤维（如生物基PTT纤维）的重要原材料。全球范围内相关企业及科研机构纷纷布局其研发赛道，生产方式呈现甘油发酵法和葡萄糖转化法并存的局面，随着技术发展成熟，其生产成本有望下降，产量将有所提升。例如，2024年华恒生物的5万吨/年生物基PDO的研发及产业化示范工程项目进行了环境影响评价公示，赤峰基地5万吨/年生物基PDO项目、5万吨/年生物基丁二酸项目生产线实现高品质连续生产。
- 其他生物质原料：除了常见的玉米淀粉、谷物等，研究人员也在不断探索新的生物质原料，如利用秸秆、稻壳、玉米芯等非粮物质。这些原料来源广泛、成本低廉，且能减少对粮食资源的依赖，符合可持续发展的要求。
2. 纤维品种的创新：
- 聚乳酸（PLA）纤维：是以乳酸为主要原料聚合而成的生物基纤维。其具有良好的生物降解性和生物相容性，在纺织服装、家纺卫材等领域应用广泛。并且随着技术的不断进步，聚乳酸纤维的性能不断提升，如强度、耐热性等方面都有了较大的改善。
- 聚酰胺纤维（如PA56）：来自于可再生生物质原料，具有柔软、吸湿等特点，可低温上色并保持良好的色彩鲜艳度。其在保持传统聚酰胺纤维优良性能的基础上，更加绿色环保，是生物基纤维领域的重要创新成果。
- 生物基PTT纤维：具有良好的弹性、染色性、柔韧性、膨松性等，可用于替代部分锦纶、涤纶、腈纶等服装面料，在纺织、汽车内饰、室内装饰、医疗、建筑安全网、家居织物等领域应用前景广阔。
3. 生产技术的提升：
- 静电纺丝技术：该技术是制备纳米纤维的重要方法，研究人员不断改进静电纺丝技术，提高纤维的生产效率和质量。例如，郑高峰团队创新性地提出了多源驱动喷印技术，利用同轴静电纺丝针头在纤维的外轴附着固化修饰物纳米颗粒，在静电纺丝制备纳米纤维的过程中同步进行纤维表面修饰，获得性能优异的复合纳米材料，实现一步制备性能优异的功能性纳米纤维膜，避免了高温后处理工艺，提高了生产效率。
- 绿色溶剂的应用：在生物基纤维的生产过程中，选择和使用环保的绿色溶剂进行溶解是关键。例如，使用离子液体、超临界二氧化碳等绿色溶剂替代传统的有机溶剂，不仅可以提高纤维的质量，还能减少对环境的污染。
4. 性能优化与功能拓展：
- 吸湿排汗性能：通过对纤维的结构进行设计和改进，提高其吸湿排汗性能，使生物基纤维制成的纺织品更加舒适。例如，一些生物基纤维通过特殊的表面处理或与其他功能性材料复合，能够快速吸收和排出人体产生的汗液，保持皮肤的干爽。
- 抗菌、阻燃等功能：利用基因编辑、AI等手段开发具有抗菌、阻燃、抗油等功能的生物基纤维。如上海贻如生物科技有限公司通过对蛋白质进行开发，将功能性蛋白与天然纤维复合，使纤维具备了多种功能性。
5. 应用领域的拓展：
- 纺织服装领域：生物基纤维在服装领域的应用不断扩大，除了常见的运动服装、内衣等，还逐渐应用于高端定制服装、功能性服装等。例如，特步等国内体育鞋服企业较早推出了聚乳酸产品，并且计划不断增加使用环保面料的服装产品。
- 医疗卫生领域：生物基纤维具有良好的生物相容性和生物降解性，在医疗卫生领域具有广阔的应用前景，如手术用敷料、伤口愈合材料等。郑高峰团队开发的手术用单向透湿敷料产品已经完成了前期的动物试验验证，准备开始临床应用试验。
- 环境治理领域：生物基纤维可作为可降解的污水治理材料，用于生活污水净化、有机污水治理等。例如，郑高峰团队开发的有机生物挂膜已经在广东、福建、上海等地的市政污水治理项目中实现工程化应用，可提升100%的治理效率。

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