Шерсть больше не нужна: отходы пивоварен превратились в новый текстильный тренд

Новая веха в текстильной промышленности: биотехнологи из США и Германии нашли способ превращать отходы пивоварения и виноделия в прочные и лёгкие ткани.

Они доказали, что дрожжи способны заменить овец, а производство нитей можно сделать дешевле и экологичнее, чем когда-либо. Исследование, проведённое Университетом штата Пенсильвания, обещает изменить привычную карту сельского хозяйства и текстильного рынка.

Как дрожжи стали новым источником ткани

Разработка, созданная группой под руководством профессора Мелика Демиреля, основана на белках, которые естественным образом содержатся в клетках дрожжей.

Учёные извлекли эти молекулы с помощью растворителя на базе органического вещества NMMO, затем обработали их ферментами, способными разрушать клеточные стенки

. В результате получился плотный белковый комок, из которого можно тянуть нити по принципу, аналогичному производству лиоцелла — полусинтетического волокна из целлюлозы.

"Подобно тому, как охотники-собиратели приручили овец для производства шерсти 11 тысяч лет назад, нам удалось "одомашнить" дрожжи для производства текстиля", — заявил профессор Университета штата Пенсильвания Мелик Демирель.

Этот подход не только снижает затраты, но и создаёт замкнутый цикл: растворитель и другие жидкости полностью восстанавливаются и возвращаются в процесс.

Сравнение с традиционным производством показывает разительный контраст — овцеводство требует больших пастбищ и воды, а дрожжевая биомасса использует лишь то, что ранее считалось отходами.

Почему новый материал оказался крепче шерсти

Во время испытаний на немецком текстильном предприятии исследователи запустили непрерывное производство "дрожжевых" нитей, которое длилось более ста часов без остановки. Полученные образцы показали, что их прочность на 50% выше, чем у натуральной шерсти, при этом материал остаётся гибким и лёгким.

Главный секрет — возможность изменять состав на этапе смешивания. Добавляя небольшое количество целлюлозы, инженеры меняли плотность, эластичность и блеск нитей. Так появился спектр тканей — от тонких полупрозрачных полотен до плотных, подходящих для верхней одежды.

Зачем это нужно, если есть шерсть и хлопок? Потому что натуральные волокна требуют значительных ресурсов: на каждый килограмм шерсти уходит десятки литров воды и годы ухода за животными. Новый биотекстиль создаётся из отходов, не требует пастбищ и выделяет минимум парниковых газов — это реальный шаг к углеродно-нейтральному производству.

Цена и экология: как дрожжи побеждают экономику

По расчётам Демиреля, килограмм дрожжевых нитей обходится в 6 долларов, тогда как шерсть стоит 10-12. При этом биоматериал не зависит от сезона, климата или болезни животных, а остатки процесса можно повторно использовать.

Можно ли назвать это почти бесплатным производством? Да, если учитывать углеродный след и энергозатраты. При переработке дрожжей не нужно тратить воду на мытьё и стрижку, не образуется метан, и нет рисков для почвы. Такой баланс делает материал привлекательным для крупных текстильных компаний, ищущих пути декарбонизации.

Пока технология проходит стадию масштабирования, но эксперименты показали, что оборудование для лиоцелла подходит без доработки. То есть фабрикам не придётся перестраивать линии — достаточно заменить исходное сырьё.

Что может пойти не так и как это исправляют

Первые попытки переработки дрожжей сталкивались с проблемой хрупкости волокон. Они ломались при сушке, и ткань теряла прочность. Команда Демиреля решила это с помощью последовательной ферментной обработки и контролируемого охлаждения. Ошибка в температуре приводила к потере свойств, а правильная последовательность позволила добиться стабильной структуры.

Чтобы избежать подобных сбоев, учёные предложили пошаговую схему:

1. Отделить дрожжевую биомассу от жидкости.
2. Добавить растворитель NMMO для извлечения белков.
3. Провести ферментную обработку в два этапа.
4. Использовать прядильную установку для вытягивания нитей.
5. Извлечь растворитель и вернуть его в цикл.

Такой алгоритм снижает энергопотребление и обеспечивает повторное использование до 95% реагентов.

Что если дрожжи станут массовым сырьём для тканей? Тогда снизится нагрузка на сельское хозяйство: часть земель можно будет вернуть под продовольственные культуры. Но есть риск зависимости от пивоваренных и винодельческих отходов, объём которых ограничен. Поэтому уже рассматривается возможность выращивания специальных штаммов дрожжей на биореакторах.

Переход к "умным" тканям будущего

Биотекстиль на основе дрожжей открывает двери к новому направлению — "умным" тканям. Их можно наделить дополнительными функциями: терморегуляцией, устойчивостью к влаге, биоразлагаемостью. Исследователи уже обсуждают возможность внедрения в структуру волокон датчиков или микроорганизмов, способных реагировать на окружающую среду.

Можно ли будет стирать такую одежду как обычную? Да, дрожжевые волокна выдерживают механическую стирку, не теряя прочности, но требуют мягких моющих средств. При сильной температуре ткань может терять эластичность — это одна из причин, почему производители планируют адаптировать состав под разные климатические зоны.

В перспективе технологии подобного типа способны вытеснить синтетику, которая засоряет океаны микропластиком. Биоматериалы на основе белков разрушаются естественным образом и не оставляют токсичных следов.

Исторический контекст и возможные последствия

Если 11 тысяч лет назад человек приручил овцу, то сегодня он приручает микроорганизмы. Разница в масштабе, но не в сути: обе революции меняют экономику труда и отношение к природе. Современные биотехнологии позволяют обойтись без животных и минимизировать отходы.

Что изменится для потребителя? Скорее всего, цена на одежду из дрожжевых волокон снизится, а доступность экологичных тканей вырастет. С другой стороны, часть традиционных отраслей — овцеводство и текстильное сырьё - может столкнуться с сокращением спроса.

Такие переходы не происходят мгновенно. Как и в случае с появлением синтетики в XX веке, понадобится десятилетие, чтобы новый материал прошёл испытания временем и стал привычным. Но уже сейчас учёные видят в дрожжах источник не только белка, но и будущей текстильной экономики, где отходы превращаются в основу устойчивого производства.