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Artificial Silk That’s Tough Like Steel
German startup AMSilk catches big brands in its silky web
Axel Höpner, Handelsblatt (Germany)
Read more on Lëtzebuerger Journal and Handelsblatt (in German) and Les Echos (in French).
Outside of Munich, in the « science suburb » of Martinsried silk is being manufactured from bacteria. A small industrial biotechnology company named AMSilk, founded in 2008 and staffed with around 30 employees, has developed a way to produce synthetic spider silk by genetically manipulating E. coli bacteria.
Based on traditional fermentation techniques already established in the chemicals industry, bacteria is enhanced with engineered spider silk DNA and programmed to produce fibroin (the raw material of silk) in large bioreactors. This raw material is then purified by a proprietary purification processes. The result is a dry white powder, used for several of AMSilk’s products. The process was inspired by the research of Thomas Scheibel, Professor of Biomaterials at the University of Bayreuth.
AMSilk calls the synthetic product Biosteel. “It’s about taking the best from nature and using it in industrial-scale production,” said CEO Jens Klein. Unlike the laboratory version, natural spider silk cannot be produced at an industrial scale, and its quality fluctuates.
Biosteel is heat-resistant, four times as tough as steel and three times more stretchable than a spider’s weavings. It is softer to the touch and more flexible, too. Above all, it is 100 percent biodegradable.
New sustainable materials are a hot topic in Germany’s garment industry, notably in the outdoor and sporting goods sector. Customers want functional, durable clothing that dries quickly, and they won’t shy away from shelling out a few hundred euros for a jacket manufactured in an environmentally friendly manner.
AMSilk has wrapped up its research and development but isn’t yet off the blocks with marketing. Klein said the company is talking with several potential partners, including Adidas. A few months ago in New York, the sporting goods manufacturer presented the prototype for a shoe manufactured using Biosteel. The Futurecraft Biofabric model contains 100 percent biodegradable materials, with the upper made entirely of Biosteel fibers. Working with AMSilk “allows us to attain an incomparably high degree of sustainability,” said James Carnes, VP of Global Brand Strategy at Adidas, and the company is studying how to use Biosteel on a larger scale.
Though AMSilk has two dozen patents, the risk from competitors is very real, since a range of start-ups are working on similar developments. For example, outdoor product company The North Face has developed a parka made from artificial spider silk with the Japanese startup Spiber Inc. However, these projects have remained in the pilot phase, designed to show what is possible, since the material still comes with a hefty price tag. Opinion on whether or not variants of synthetic silk will conquer the market is divided. For AMSilk, production remains pricey, mainly down to the company currently producing in small amounts. The German start-up hopes that expanding to industrial scale production will lower costs. They argue that compared to other fibers, Biosteel adds value to performance products, and that when produced on a larger scale their product will be cost competitive with common fibers used in the shoe or garment industry.
AMSilk is financed by two institutional investors, AT Newtec and MIG funds. In total, the company’s technology has attracted investments running into tens of millions of euros. Strategically, the company needs to develop more uses for its silk such as speciality chemicals. It is collaborating with top Swiss medical and cosmetics company Rahn AG to produce a range of skin care products, and is planning to start working on human implants.
Klein remains confident: “In a few years time, you will be able to walk through the textiles, sport or cosmetics sections of a department store and find our products everywhere.”
Tout près de Munich, dans le cluster scientifique de Martinsried, une petite entreprise de biotechnologie transforme des bactéries en soie. Fondée en 2008, AMSilk et ses 30 employés ont développé un procédé permettant de produire un fil d’araignée de synthèse en manipulant génétiquement des bactéries E. coli.
Grâce à des techniques traditionnelles de fermentation déjà employées dans l’industrie chimique, un ADN de soie d’araignée modifie les bactéries afin de produire des fibroïnes ou protéines de soie dans de grands bioréacteurs. Cette matière première est ensuite purifiée pour obtenir une poudre blanche utilisée dans plusieurs produits AMSilk. Le processus, breveté, s’inspire des travaux de recherche de Thomas Scheibel, professeur spécialiste des biomatériaux à l’Université de Bayreuth.
AMSilk appelle Biosteel ce produit de synthèse. « Cela revient à prendre le meilleur de ce qu’offre la nature pour le produire à échelle industrielle », déclare Jens Klein, son PDG. Contrairement à son équivalent de laboratoire, la soie naturelle d’araignée ne peut être obtenue en grandes quantités et sa qualité peut varier.
Biosteel supporte la chaleur, est quatre fois plus résistant que l’acier et trois fois plus extensible qu’une toile d’araignée, tout en étant plus flexible et plus doux au toucher. Mais surtout, il est biodégradable à 100 %.
Les nouveaux matériaux durables font parler d’eux dans l’industrie allemande de l’habillement, notamment dans le segment des tenues de sport et d’extérieur. Les clients veulent des vêtements fonctionnels et résistants qui sèchent rapidement. Et ils ne rechignent pas non plus à débourser quelques centaines d’euros pour une veste fabriquée de manière écologique.
AMSilk a réussi ses étapes de recherche et développement, mais a encore du travail à faire en matière de marketing. Jens Klein évoque des partenariats potentiels, notamment avec Adidas. Il y a quelques mois, à New York, la marque de sport a présenté un prototype de chaussure fabriqué à l’aide de Biosteel, Futurecraft Biofabric. Ce modèle est composé à 100 % de matières biodégradables, la partie supérieure étant entièrement tissée de fibres Biosteel. La collaboration avec AMSilk permet à Adidas « d’atteindre un niveau incomparable en termes d’écologie », explique James Carnes, vice-président en charge de la stratégie de marque d’Adidas. L’utilisation de Biosteel à plus grande échelle est à l’étude dans l’entreprise.
Bien qu’AMSilk détienne plus d’une vingtaine de brevets, la concurrence représente un risque réel car d’autres startups travaillent sur des projets similaires. Ainsi, la marque de vêtements de plein air The North Face a développé une parka de soie artificielle d’araignée avec la startup japonaise Spiber Inc. Mais nombre de ces projets restent au stade de pilotes, conçus avant tout pour monter ce qu’il est possible de réaliser, car le prix de revient de la matière est encore très élevé.
Les avis divergent quant aux chances des variantes synthétiques de la soie de conquérir le marché. Chez AMSilk, la production reste coûteuse, notamment du fait des petites quantités fabriquées. La startup allemande espère que les coûts baisseront lorsque la production atteindra une échelle industrielle. Comparé à d’autres fibres, Biosteel apporte une valeur supplémentaire aux produits conçus pour la performance sportive, explique l’entreprise. Une fois produit à grande échelle, il devrait devenir compétitif par rapport aux principales fibres utilisées dans l’industrie de la chaussure et de l’habillement.
Des investisseurs institutionnels, AT NewTec et MIG Fonds, financent AMSilk. Au total, l’entreprise a attiré des dizaines de millions d’euros d’investissements pour sa technologie. Il est désormais stratégique pour elle d’accroître les types d’utilisation de ses soies, par exemple dans la chimie de spécialité. Elle collabore avec l’entreprise suisse de produits médicaux et cosmétiques Rahn AG sur une gamme de produits de soins pour la peau et projette de travailler sur des implants chirurgicaux.
Jens Klein est confiant : « Dans quelques années, lorsque vous marcherez dans les rayons textiles, sport et cosmétiques d’un grand magasin, vous trouverez nos produits partout ».
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