Microbiële Cellulose: De Toekomst van Duurzame Mode?

De moderne mode-industrie is een glimmende façade met een minder fraaie achterkant. Achter de schermen is de productie van kleding een proces dat enorme hoeveelheden energie en kostbare hulpbronnen verslindt, en een aanzienlijke ecologische voetafdruk achterlaat. Van de katoenvelden die worden besproeid met pesticiden tot de fabrieken die broeikasgassen uitstoten en de kledingstukken die na slechts een paar keer dragen op de stortplaats belanden – de mode is verre van duurzaam. Maar wat als de oplossing voor dit omvangrijke probleem kleiner is dan we denken, zelfs microscopisch klein? Maak kennis met de revolutionaire wereld van microbiële cellulose, een stof die de potentie heeft om de mode-industrie van milieuvervuiler tot milieuvriendelijke koploper te transformeren. Deze fascinerende materie, geproduceerd door bacteriën, kan alles worden, van stijlvolle handtassen tot comfortabele jassen, en belooft een toekomst waarin mode niet alleen mooi is, maar ook goed voor de planeet.

De Oncharmante Kant van de Modewereld

De schaduwkant van de mode-industrie is allesbehal0ve glamoureus. Het proces van het omzetten van ruwe materialen, zoals katoen, polyester of wol, naar de kledingstukken die onze kasten vullen en de catwalks sieren, is buitengewoon intensief. Jaarlijks worden honderdduizenden tonnen insecticiden en pesticiden gebruikt, miljoenen tonnen meststoffen, olie en chemicaliën zijn nodig voor de productie en verwerking van textiel. De textielproductie draagt ook aanzienlijk bij aan klimaatverandering, met ongeveer 1,2 miljard ton kooldioxide-uitstoot per jaar, wat neerkomt op ruwweg 10% van de wereldwijde broeikasgasemissies. Dit is een verbijsterend cijfer en maakt de industrie een van de grootste vervuilers ter wereld.

Bovendien is de levensduur van veel kledingstukken in de kasten van consumenten opvallend kort. In landen als de Verenigde Staten gooit de gemiddelde persoon jaarlijks naar schatting 81 pond aan kleding weg, waarvan veel items slechts een handvol keren zijn gedragen. Wanneer deze kledingstukken op stortplaatsen terechtkomen, kunnen ze schadelijke chemicaliën en microplastics in het milieu en de waterwegen lekken. Deze vervuiling heeft een negatieve impact op zowel de menselijke gezondheid als die van de planeet, en draagt bij aan de groeiende problematiek van plasticvervuiling die onze oceanen en ecosystemen verstikt. De behoefte aan duurzame alternatieven is dan ook urgenter dan ooit.

Wat is Microbiële Cellulose? Een Revolutionaire Stof

Bacteriële cellulose (BC), ook wel microbiële cellulose genoemd, is een fijnmazig netwerk van glucosemoleculen dat wordt uitgescheiden door verschillende soorten gramnegatieve bacteriën. Structureel gezien lijkt het op cellulose uit planten, die al wordt gebruikt voor textielproductie (denk aan katoen), maar met significant kleinere vezels. In zijn ruwe vorm ziet en voelt BC een beetje aan als nat leer. Fabrikanten kweken de bacteriën in grote vaten met kweekmedia, waar ze de cellulosematten produceren. Deze matten worden vervolgens geoogst, gewassen en behandeld om bacteriën en andere onzuiverheden te verwijderen, waarna ze klaar zijn voor verdere verwerking.

Na verwerking lijkt de uiteindelijke textuur van gedroogde bacteriële cellulose op die van leer, hoewel dit kan variëren afhankelijk van de toegepaste behandeling. Zo kweekt Modern Synthesis, een start-up uit het Verenigd Koninkrijk, hun bacteriën op een raamwerk van draad. De BC vult de gaten op en produceert een uniek, gestructureerd materiaal dat enigszins lijkt op nylon en droog en papierachtig aanvoelt. Dit illustreert de ongelooflijke flexibiliteit van microbiële cellulose: het kan in verschillende diktes en texturen worden gekweekt en in een breed scala aan kleuren worden geverfd. Bovendien heeft het een groot oppervlak, hoge zuiverheid, uitstekende doorlaatbaarheid, goede kneedbaarheid en opmerkelijke stabiliteit. Door factoren zoals voedingsstoffen en zuurstoftoevoer aan te passen – of zelfs de microben zelf via genetische modificatie – kunnen producenten de BC-output en structuur nauwkeurig moduleren om specifieke eigenschappen te verkrijgen die nodig zijn voor diverse toepassingen, waaronder kleding.

De Duurzaamheidsvoordelen van Microbiële Cellulose

Naast de technische veelzijdigheid is er het doorslaggevende 'groene' aspect van microbiële cellulose. BC is een snel hernieuwbaar grondstof en kan worden gegenereerd met behulp van afval en alternatieve energiebronnen. Dit maakt het een uitzonderlijk duurzaam alternatief voor traditionele materialen. Een sprekend voorbeeld hiervan is Polybion, een Mexicaans biomaterialenbedrijf dat fruitafval van lokale producenten gebruikt om de bacteriën te voeden die BC produceren. Dit fruitafval zou normaal gesproken op stortplaatsen belanden en daar methaan produceren, een krachtig broeikasgas. Door het afval te gebruiken, wordt niet alleen voorkomen dat dit gas bijdraagt aan klimaatverandering, maar worden ook de kosten voor dure kweekmedia geminimaliseerd. Onderzoekers hebben al BC-uitscheidende microben gevoed met een breed scala aan organisch afval, van aardappelschillen tot afvalwater, wat de brede toepasbaarheid van deze methode aantoont.

Bovendien is er de kwestie van kleding als afvalproduct zelf. Mensen zullen kleding weggooien, dat is een gegeven. Maar kleding gemaakt van BC is biologisch afbreekbaar, wat de impact op het milieu aanzienlijk verkleint. Malai Eco, een bedrijf in Zuid-India dat BC genereert met behulp van lokaal afval kokoswater om een leerachtig materiaal te produceren, merkt op dat hun producten in een compostbak kunnen worden geplaatst, waar ze op natuurlijke wijze zullen afbreken. Dit in tegenstelling tot synthetische materialen die honderden jaren nodig hebben om te ontbinden en microplastics achterlaten, of zelfs natuurlijke vezels zoals katoen die in anaerobe omstandigheden op stortplaatsen nog steeds methaan kunnen produceren. Het vervaardigen van BC-kleding met natuurlijke kleurstoffen (inclusief die gemaakt van bacteriën zelf) en minder schadelijke chemicaliën dan traditionele productieprocessen, geeft de duurzaamheidsfactor een extra 'oomph', waardoor de milieuvoordelen nog verder worden versterkt en een echt circulaire economie voor mode dichterbij komt.

Vergelijking: Traditionele Materialen vs. Microbiële Cellulose

Om de voordelen van microbiële cellulose in perspectief te plaatsen, is het nuttig om deze te vergelijken met de materialen die momenteel de mode-industrie domineren. Deze tabel belicht de belangrijkste verschillen en waarom BC een veelbelovend alternatief is.

Uitdagingen en de Weg naar Commerciële Beschikbaarheid

Ondanks alle intrigerende kwaliteiten bestaat BC-gebaseerde kleding nog grotendeels in het rijk van prototypes en concepten. Bedrijven als Polybion en Modern Synthesis hebben indrukwekkende demonstraties gegeven – Polybion debuteerde een BC-jas in samenwerking met het Deense modemerk Ganni op de Global Fashion Summit van 2023, en Modern Synthesis presenteerde op hetzelfde evenement een handtas. Deze items waren niet te koop, maar dienden enkel om het enorme potentieel van BC te illustreren. Dit is gebruikelijk in de BC-modesector; hoewel het bewustzijn van microbiële cellulose als grondstof al jaren bestaat, moeten producten gemaakt van dit materiaal de mainstreammarkt nog bereiken.

Het omzetten van bacteriële excreties in draagbare kleding vereist optimalisatie, wat tijd kost. Een belangrijke uitdaging is bijvoorbeeld dat BC grote hoeveelheden water absorbeert (d.w.z. sterk hydrofiel is), wat ongewenst kan zijn voor het maken van kleding die bestand moet zijn tegen diverse weersomstandigheden en wasbeurten. Daarom is het een cruciale ontwikkelingsstap om BC hydrofobiciteit te verlenen, terwijl de flexibiliteit, duurzaamheid en andere gunstige eigenschappen behouden blijven. Onderzoekers werken aan coatings en behandelingen om deze eigenschap te verbeteren zonder afbreuk te doen aan de duurzame aard van het materiaal.

Zelfs wanneer een materiaal klaar is voor consumentengebruik, is het opschalen van de productie een langdurig, iteratief proces dat wel 15 jaar kan duren, afhankelijk van hoe rijp de technologie is en of de toeleveringsketen deze kan ondersteunen. Dit tijdsbestek staat schijnbaar haaks op de snelheid waarmee de mode-industrie beweegt (trends komen, gaan en komen weer terug in een oogwenk). Hierdoor kan het lijken alsof innovaties zoals BC-kleding, die veel buzz genereren tijdens hun vroege ontwikkeling, de gemiddelde consument nooit zullen bereiken.

Dit betekent echter niet dat het niet zal gebeuren. Bedrijven zoals Modern Synthesis onderzoeken hoe bestaande productie-infrastructuur kan worden gebruikt om de productie van hun materiaal op te schalen, wat de transitie kan versnellen. Polybion heeft 's werelds eerste faciliteit voor industriële productie van BC gebouwd en richt zich gedurende 2024 op het automatiseren van hun processen voor optimale efficiëntie en kosteneffectiviteit. Malai biedt zelfs al kant-en-klare artikelen en stukken BC-materiaal te koop aan, wat aangeeft dat de commerciële beschikbaarheid dichterbij komt dan men misschien denkt. Hoewel de exacte tijdlijn voor de beschikbaarheid van BC-kleding onzeker is, zijn de implicaties van het bevorderen van deze productie groter dan alleen de mogelijkheid om een coole jas te bemachtigen. Landen zien het belang in van het versterken van de bio-economie (het deel van de economie dat gebaseerd is op producten, diensten en processen afgeleid van biologische hulpbronnen, zoals microben) nu klimaatverandering een steeds grotere dreiging vormt. Het benutten van de metabolische kracht van bacteriën om letterlijk kleding op de rug van mensen te krijgen, is een belangrijke stap in de juiste richting en een baken van innovatie voor een duurzamere toekomst.

Veelgestelde Vragen over Microbiële Cellulose

Wat is microbiële cellulose precies?

Microbiële cellulose, vaak afgekort als BC, is een organisch polymeer dat wordt geproduceerd door bepaalde soorten bacteriën. Het bestaat uit een netwerk van glucosemoleculen, vergelijkbaar met cellulose uit planten (zoals katoen), maar met veel fijnere vezels. Dit geeft het unieke eigenschappen, zoals een hoge zuiverheid, sterkte en de mogelijkheid om in diverse vormen en diktes te worden gekweekt.

Waarom is microbiële cellulose duurzamer dan traditionele materialen?

Microbiële cellulose biedt verschillende duurzaamheidsvoordelen. Ten eerste kan het worden geproduceerd met behulp van organisch afval (zoals fruitafval of landbouwresten) als voedingsbron voor de bacteriën, wat bijdraagt aan afvalvermindering en de circulaire economie. Ten tweede vereist de productie minder water en chemicaliën dan de teelt en verwerking van traditionele vezels zoals katoen. Ten slotte is BC volledig biologisch afbreekbaar en composteerbaar, wat betekent dat kledingstukken aan het einde van hun levensduur geen afval op stortplaatsen vormen of microplastics lekken in het milieu.

Wanneer kan ik kleding van microbiële cellulose kopen?

Hoewel microbiële cellulose al jarenlang wordt onderzocht en er veelbelovende prototypes zijn getoond door modemerken en biomaterialenbedrijven, is de grootschalige commerciële beschikbaarheid voor de gemiddelde consument nog beperkt. De technologie bevindt zich nog in een fase van optimalisatie en opschaling. Bedrijven werken hard aan het verbeteren van productiemethoden, het verlagen van kosten en het aanpassen van de materiaaleigenschappen (zoals waterbestendigheid) om het geschikt te maken voor de massamarkt. Verwacht wordt dat het nog enkele jaren kan duren voordat BC-kleding breed verkrijgbaar is in reguliere winkels, hoewel sommige gespecialiseerde merken en platforms al beperkte edities of materialen aanbieden.

Is microbiële cellulose comfortabel om te dragen?

De textuur en het gevoel van microbiële cellulose kunnen variëren afhankelijk van het productie- en verwerkingsproces. In zijn ruwe vorm voelt het aan als nat leer, maar na drogen en verdere bewerking kan het verschillende texturen aannemen, variërend van leerachtig tot papierachtig of zelfs textielachtig. Producenten experimenteren met verschillende methoden om de stof zacht, flexibel en ademend te maken, eigenschappen die essentieel zijn voor draagcomfort. De huidige prototypes zijn veelbelovend en toekomstige ontwikkelingen zullen naar verwachting leiden tot materialen die net zo comfortabel zijn als traditionele stoffen, maar met superieure duurzaamheidskenmerken.

Hoe wordt microbiële cellulose geproduceerd?

Microbiële cellulose wordt geproduceerd door specifieke soorten bacteriën, zoals Komagataeibacter xylinus, die in een vloeibaar kweekmedium worden geplaatst. Dit medium bevat voedingsstoffen, vaak afkomstig van organisch afval zoals suikers uit fruitresten. De bacteriën metaboliseren deze voedingsstoffen en scheiden cellulosevezels uit, die een mat of vel vormen op het oppervlak van het medium. Deze mat wordt vervolgens geoogst, gewassen om de bacteriën en onzuiverheden te verwijderen, en daarna gedroogd en verder verwerkt tot het gewenste materiaal. Het proces kan relatief snel plaatsvinden en is aanpasbaar, wat het een efficiënte methode maakt voor de productie van biomaterialen.

Als je andere artikelen wilt lezen die lijken op Microbiële Cellulose: De Toekomst van Duurzame Mode?, kun je de categorie Mode bezoeken.