پس از شوک‌های اقتصادی ناشی از بیماری همه‌گیر کووید-۱۹، بازارهای پوشاک و منسوجات بار دیگر رشد چشمگیری را نشان می‌دهند. اما افزایش تقاضا و تولید، تأثیرات مخرب زیست‌محیطی این صنایع را برجسته کرده است، از زیستگاه‌های دریایی که با میکروپلاستیک‌های پلی‌استر خفه شده‌اند گرفته تا انتشار گازهای گلخانه‌ای از تولید چرم. اکنون، یک شرکت نوپای تولیدکننده‌ی مواد زیستی، مواد سازگار با محیط زیست را با الهام از طبیعت تولید می‌کند.
ابریشم عنکبوت: یک ماده امیدوارکننده، اما انقباض قابل توجه آب می‌تواند یک مشکل باشد
ابریشم عنکبوت به عنوان یک ماده سبک، انعطاف‌پذیر و در عین حال فوق‌العاده سخت شناخته می‌شود، تا هفت برابر سخت‌تر از الیاف آرامید مصنوعی مورد استفاده در جلیقه‌های ضد گلوله. راز استحکام قابل توجه آن در ساختار متمایز ابریشم نهفته است، که در آن توالی‌های مکرر اسیدهای آمینه آلانین و گلیسین – همراه با سایر توالی‌ها – یک فیبر بسیار الاستیک و مستحکم را تشکیل می‌دهند.
روی کاغذ، ابریشم عنکبوت مانند یک ماده معجزه‌آسا به نظر می‌رسد. اما تجاری‌سازی آن به طرز چشمگیری دشوار بوده است. یک عنکبوت به تنهایی تنها مقادیر کمی ابریشم تولید می‌کند، و – برخلاف پروانه ابریشم خانگی آرام – غرایز قلمروطلبی و آدم‌خواری این موجود، کشاورزی و پرورش در مقیاس بزرگ را غیرممکن می‌سازد. یک روش آزمایشگاهی پرکاربرد برای تولید مواد شیمیایی آلی، که به عنوان سنتز پلی‌پپتید شناخته می‌شود، نیز بی‌اثر بوده است. علاوه بر این چالش‌ها، ابریشم عنکبوت در تماس با آب ۴۰ درصد کوچک می‌شود و این امر آن را برای استفاده در لباس نامناسب می‌کند. در مواجهه با چنین موانعی، چندین شرکت فناوری تحقیقات خود را در مورد ابریشم عنکبوت متوقف کرده‌اند.
Spiber، یک شرکت سرمایه‌گذاری خطرپذیر که در حال توسعه زیست‌مواد نسل بعدی است
با وجود این مشکلات، کازوهیده سکیاما، متخصص بیوتکنولوژی، مجذوب خواص منحصر به فرد ابریشم عنکبوت شده و خود را وقف بررسی پتانسیل تجاری آن کرده است. اولین موفقیت او در سال ۲۰۰۷، در طول سال اول دوره دکترای خود در موسسه علوم زیستی پیشرفته دانشگاه کیو، حاصل شد، زمانی که او با موفقیت مقدار کمی ابریشم عنکبوت را به صورت مصنوعی تولید کرد.
سکیاما که از این دستاورد دلگرم شده بود، با همکاران آزمایشگاهی خود همکاری کرد تا Spiber، یک شرکت سرمایه‌گذاری که مواد زیستی نسل بعدی را توسعه می‌دهد، تأسیس کند. این شرکت نوپا خیلی زود موفق شد برای فناوری جدید، نویدبخش و منحصر به فرد خود، سرمایه جذب کند. سکیاما اکنون مدیر و مدیر اجرایی نماینده در Spiber است که دفتر مرکزی آن در شهر تسوروئوکا، استان یاماگاتا قرار دارد.
ایجاد کاربردهای مختلف با مواد Brewed Protein™
مواد پروتئینی دم‌کرده‌ی Spiber با ترکیب DNA متناسب با خواص یا ویژگی‌های مورد نظر در میکروارگانیسم‌ها تولید می‌شوند که سپس از طریق یک فرآیند اختصاصی که از قندهای مشتق‌شده از گیاه استفاده می‌کند، تخمیر می‌شوند. این رویکرد، زیست‌توده گیاهی را به پلیمرهای مفیدی تبدیل می‌کند که می‌توانند به محصولات متنوعی مانند الیاف، مواد رزین مانند، مواد چرم مانند و موارد دیگر تبدیل شوند.
شرکت Spiber در ابتدا تلاش کرد تا خواص ابریشم عنکبوت طبیعی را شبیه‌سازی کند، اما تمایل این ماده به جمع شدن در اثر تماس با آب، برای کاربردهای پوشاک ایده‌آل نبود. در حالی که این شرکت به تحقیق در مورد ابریشم عنکبوت برای طرح‌های آینده ادامه می‌دهد، در حال حاضر انرژی خود را بر توسعه الیاف پروتئین مصنوعی برای استفاده در پوشاک متمرکز کرده است. شرکت اسپایبر اخیراً یک پلیمر پروتئینی جدید توسعه داده است که با اصلاح توالی‌های اسید آمینه بر اساس مطالعات مواد پروتئینی طبیعی مانند ابریشم عنکبوت، کشمیر و پشم، و با چرخه بازخورد و تجزیه و تحلیل مشاهدات جمع‌آوری‌شده، کاهش انقباض را نشان می‌دهد.
از نخ‌های ظریف ابریشم‌مانند گرفته تا کشمیر باکیفیت، از نخ‌های تابیده‌شده‌ی پشمی گرم گرفته تا خز و چرم بدون استفاده از حیوانات، پارچه‌های پروتئین دم‌کرده‌ی Spiber ظاهری واقعی دارند و مانند جنس واقعی خود احساس می‌شوند. علاوه بر پوشاک، پلیمرهای پروتئین تخمیر شده می‌توانند در کاربردهای متنوعی از جمله مواد رزین مانند مانند پوسته لاک‌پشت و شاخ، افزودنی‌ها برای مواد کامپوزیت سبک وزن نسل بعدی و حتی مواد پزشکی مورد استفاده قرار گیرند.
گسترش پایگاه مشتریان و تولید اسپایبر
با توجه به هزینه‌های بالای تولید، شرکت Spiber در حال حاضر بازار مواد اولیه مرغوب را با پروتئین تخمیر شده معادل کشمیر، ابریشم و پشم و سایر مواد هدف قرار داده است. محصولاتی که از الیاف پروتئین تخمیر شده استفاده می‌کنند، توسط همکار اسپایبر و تولیدکننده لباس ورزشی گلدوین و همچنین برند مد ژاپنی ساکای به فروش رسیده‌اند. مواد پروتئینی دم‌کرده همچنین در مجموعه‌های طراح مد لباس، یویما ناکازاتو، به نمایش گذاشته شده‌اند.
این شرکت اکنون قصد دارد از طریق سفارشی‌سازی پلیمر، پایگاه مشتریان خود را گسترش دهد. فناوری پیشرفته طراحی پلیمری Spiber نه تنها در صنعت پوشاک، بلکه در تجهیزات حمل و نقل، لوازم آرایشی، مواد پزشکی، غذا و موارد دیگر نیز قابل استفاده است. برای تأمین این پایگاه مشتری رو به رشد، اولین کارخانه تولید انبوه اسپایبر در تایلند در سال 2022 فعالیت خود را آغاز کرده است و طی چند سال به ظرفیت کامل خود خواهد رسید، که تا آن زمان تخمین زده می‌شود مقیاس تولید پلیمر به چند صد تن پروتئین در سال برسد. سیاست این شرکت گسترش پایگاه‌های تولید با هدف افزایش بیشتر تولید پلیمر و در عین حال کاهش هزینه‌ها و اثرات زیست‌محیطی است. اسپایبر همچنین در حال بررسی اعطای مجوز به شرکای خارجی است تا از گسترش آتی در خارج از کشور پشتیبانی کند.
جذب سرمایه با دارایی‌های فکری ارزشمند
با توجه به مقیاس تولید محدود اسپایبر، سود در حال حاضر به فروش حاصل از محموله‌های کوچک مواد و پول قرارداد پرداخت شده توسط شرکای تجاری محدود شده است. این موضوع، همراه با تأکید شرکت بر تحقیق و توسعه (R&D)، به این معنی است که تسویه حساب‌ها همچنان در وضعیت قرمز قرار دارد. با این وجود، فراوانی بودجه تحقیق و توسعه این شرکت، نشان‌دهنده افزایش پایدار ارزش شرکت با محوریت مالکیت معنوی (IP) اسپایبر است. طبق برآوردهای روزنامه مالی نیکی، ارزش شرکت تا سپتامبر 2021، 131.2 میلیارد ین ژاپن یا 1.0 میلیارد دلار آمریکا بوده است.
اسپایبر روش‌های مختلفی را برای افزایش ارزش شرکت خود به کار گرفته است. تا سال ۲۰۱۸، این شرکت عمدتاً با افزایش سرمایه، بودجه خود را تأمین می‌کرد و تقریباً هیچ گونه تأمین مالی از طریق وام گرفتن نداشت. تا سال ۲۰۱۸، مجموع سرمایه جذب‌شده از طریق تخصیص شخص ثالث از ۲۰ میلیارد ین ژاپن (۱۵۶ میلیون دلار آمریکا) فراتر رفت و این شرکت اکنون تعداد قابل توجهی سهامدار دارد.
از سال ۲۰۱۹، این شرکت گزینه‌های خود را برای جمع‌آوری سرمایه افزایش داده است. در سال ۲۰۱۹، این شرکت ۶.۵ میلیارد ین (۵۰ میلیون دلار آمریکا) از طریق وام‌های سندیکایی و لیزینگ جمع‌آوری کرد. در سال ۲۰۲۰، اسپایبر اوراق بهادارسازی ارزش کسب‌وکار را اتخاذ کرد و تا پایان سال ۲۰۲۱ موفق به جمع‌آوری ۴۰ میلیارد ین (۳۱۱ میلیون دلار) شد. با توجه به چشم‌اندازهای رو به رشد برای جمع‌آوری بودجه بیشتر برای تجاری‌سازی، در سپتامبر ۲۰۲۱ افزایش سرمایه جدید ۲۴.۴ میلیارد ین (۱۹۰ میلیون دلار) از طریق تخصیص شخص ثالث اعلام شد.
اوراق بهادارسازی ارزش کسب‌وکار، روش جدیدی برای تأمین مالی است که توسط حق ثبت اختراع اسپایبر پشتیبانی می‌شود و اولین مورد از نوع خود در ژاپن محسوب می‌شود. تأمین مالی یکی از دشوارترین مسائل برای شرکت‌های سرمایه‌گذاری خطرپذیر است که به دلیل سرمایه‌گذاری در تحقیق و توسعه با کسری بودجه مواجه هستند، اما جذب موفقیت‌آمیز ۴۰ میلیارد ین ژاپن توسط اسپایبر، راه را برای سایر شرکت‌های ژاپنی با دارایی‌های فکری ارزشمند مانند اختراعات، هموار می‌کند. اسپایبر قصد دارد به سرمایه‌گذاری در تحقیق و توسعه سطح بالا در آینده ادامه دهد، اما سیاست آن استفاده متعادل از سهام و وام است.
تدوین یک استراتژی قوی برای مالکیت معنوی
مالکیت فکری به وضوح برای توسعه‌ی اسپایبر اساسی بوده و در آینده نیز چنین خواهد ماند. تا سال ۲۰۱۴، بودجه محدود باعث شده بود که اسپایبر کمتر از پنج درخواست ثبت اختراع داشته باشد. این تعداد در سال ۲۰۱۵، زمانی که تأمین مالی در مقیاس بزرگ موفقیت‌آمیز بود، به شدت افزایش یافت و اکنون می‌توان درخواست‌های بین‌المللی پیمان همکاری ثبت اختراع ( PCT ) را در صورت نیاز ثبت کرد. از سال ۲۰۱۸، این شرکت سالانه بیش از ۶۰ اختراع را ثبت کرده است. درخواست‌های ثبت اختراع Spiber نشان می‌دهد که این شرکت قصد دارد خود را به عنوان یک پلتفرمر با طیف گسترده‌ای از محصولات و خدمات از جمله منسوجات، داروسازی، سنتز DNA و انفورماتیک مواد تثبیت کند.
این شرکت برای محافظت از مالکیت فکری خود مجبور بوده بر برخی چالش‌ها غلبه کند. نکته قابل توجه این است که به دست آوردن حق ثبت اختراع برای مواد پروتئینی دم کرده خود به عنوان ترکیباتی با پلیمریزاسیون بالا، دشوار بوده است. بنابراین، این شرکت به طور فعال به دنبال ثبت اختراع برای فناوری‌های فرآیند تولید با استفاده از مواد اولیه مختلف مشتق شده از گیاهان است که – در کنار فناوری سنتز DNA – برای تولید مواد پروتئینی تخمیر شده ضروری هستند. به این ترتیب، اسپایبر در حال ساخت سیستمی است تا هنگام توسعه مطالب آینده، برای مطالبه حقوق آماده شود.
همچنان که اسپایبر زمینه را برای گسترش بین‌المللی فراهم می‌کند، همچنان به PCT متکی خواهد بود. در واقع، اکثر اختراعات ثبت شده توسط شرکت‌های ژاپنی با استفاده از PCT به صورت بین‌المللی ثبت شده‌اند و در نهایت به آنها اجازه داده شده است که اختراعات خود را در کشورهای دیگر ثبت کنند. ثبت اختراع نه تنها در ژاپن، بلکه در سراسر جهان، تأمین مالی مالکیت معنوی در مقیاس بزرگ را امکان‌پذیر کرده است.
به سوی آینده‌ای اخلاقی‌تر و مسئولانه‌تر
توانایی اسپایبر در تولید خز و چرم بدون استفاده از حیوانات، جایگزینی اخلاقی برای مواد سنتی ارائه می‌دهد. علاوه بر این، انتظار می‌رود تولید پلیمر پروتئین تخمیر شده، گاز گلخانه‌ای کمتری را در مقایسه با الیاف حیوانی سنتی مانند کشمیر، وارد جو کند. علاوه بر این، عدم وابستگی مواد پروتئین تخمیر شده به نفت به عنوان ماده اولیه اولیه به این معنی است که آنها به نوعی میکروپلاستیک‌های پایدار و مضر برای محیط زیست که معمولاً با سایر الیاف مصنوعی مرتبط هستند، تجزیه نمی‌شوند.
از زمان تأسیس اسپایبر در سال ۲۰۰۷، سکیاما از انگیزه کاهش تأثیرات زیست‌محیطی برخوردار بوده است. این شرکت یک تیم پایداری اختصاصی دارد که بر توسعه فرآیندهای تولید مواد و ساختارهای تجاری سازگار با محیط زیست تمرکز دارد. این شرکت امیدوار است در آینده نزدیک، پس از تکمیل ارزیابی‌های مداوم توسط یک شخص ثالث، نتایج ارزیابی چرخه عمر خود را منتشر کند. چشم‌انداز Spiber ارائه موادی است که به حل مسائل زیست‌محیطی و اجتماعی در طیف وسیعی از صنایع بزرگ جهانی کمک می‌کند.
