拜爾(左)和麥金泰爾被他們生產(chǎn)的環(huán)保包裝材料包圍
拜爾和他的伙伴麥金泰爾拿著用EcoCradle菌絲泡沫制作的標(biāo)語(yǔ)“這個(gè)標(biāo)題是我們種出來(lái)的。”
“如何種植屬于你的包裝”說(shuō)明與圖解。
聚苯乙烯是常見(jiàn)的包裝材料,但是目前還沒(méi)有任何已知有機(jī)體能夠?qū)ζ溥M(jìn)行降解。垃圾填埋場(chǎng)中約有30%的廢物為聚苯乙烯。兩位美國(guó)佛蒙特州的年輕企業(yè)家決定改變這種狀況。他們計(jì)劃將菌類(lèi)和農(nóng)業(yè)垃圾結(jié)合,創(chuàng)造出廉價(jià)、堅(jiān)固、容易降解的包裝材料,取代聚苯乙烯。
埃本·拜爾有一個(gè)目標(biāo):他想要消除聚苯乙烯包裝工業(yè)。在這位來(lái)自美國(guó)佛蒙特的26歲年輕企業(yè)家看來(lái),問(wèn)題在于,這種被廣泛使用的材料太頑固,沒(méi)有任何已知的有機(jī)體可以將其降解。它污染海洋,塞滿垃圾填埋場(chǎng),美國(guó)垃圾填埋場(chǎng)中有約30%的垃圾為聚苯乙烯。自從173年前愛(ài)德華·西蒙發(fā)明聚苯乙烯以來(lái),它一直是石油工業(yè)一種高利潤(rùn)的副產(chǎn)品,每年產(chǎn)量高達(dá)幾百萬(wàn)噸。但是,拜爾決心改變這一切。
他計(jì)劃用蘑菇取代聚苯乙烯。沒(méi)錯(cuò)是蘑菇。通過(guò)將菌與農(nóng)業(yè)垃圾相結(jié)合,創(chuàng)造出一種廉價(jià)、耐用并且可降解的材料。拜爾希望以此幫助消滅一個(gè)全球產(chǎn)值達(dá)到200億美元的破壞環(huán)境的產(chǎn)業(yè)。這是一個(gè)野心勃勃的計(jì)劃,但他所創(chuàng)建的公司E covativeD esign已經(jīng)結(jié)交了眾多強(qiáng)大的朋友,在達(dá)沃斯世界經(jīng)濟(jì)論壇上被表彰為技術(shù)先鋒,吸引到美國(guó)環(huán)保署、國(guó)家科學(xué)基金會(huì)、美國(guó)農(nóng)業(yè)部及私人風(fēng)險(xiǎn)投資公司的數(shù)百萬(wàn)美元的投資。
拜爾高大英俊瘦削,頗具貴族派頭,很容易讓人誤以為是職業(yè)網(wǎng)球選手。他問(wèn)候訪客的方式是熱情有力的握手。Ecovative位于格林島鎮(zhèn)的一個(gè)綜合工業(yè)中心,距離紐約倫斯勒理工學(xué)院大約15公里。4年前拜爾曾在該校學(xué)習(xí),并開(kāi)始創(chuàng)業(yè)。
這個(gè)地方看上去似乎不像是新技術(shù)公司,但又和環(huán)境非常的融洽:相比硅谷的IT產(chǎn)業(yè),E covative和周?chē)墓I(yè)時(shí)代的鄰居———比如道路盡頭的霍尼韋爾工廠———更加相似。拜爾創(chuàng)造的是一種新型制造業(yè)———以蘑菇孢子為基礎(chǔ)的泡沫包裝帝國(guó)。
拜爾喜歡將聚苯乙烯叫做“有毒的白東西。”站在E coative的生產(chǎn)線前面,他指出,每生產(chǎn)0.02立方米聚苯乙烯需要1.5升石油。
而E covative的生產(chǎn)從農(nóng)業(yè)垃圾開(kāi)始。拜爾面前的3個(gè)巨大不銹鋼儲(chǔ)料器里面裝著軋棉碎屑、稻殼、蕎麥殼———作物加工后留下的垃圾。這些稻草色的材料被放到傳送帶上,經(jīng)過(guò)一個(gè)蒸汽凈化裝置消滅霉菌、細(xì)菌和昆蟲(chóng),然后在與孢子菌絲混合。兩名身穿白大褂戴著橡皮手套和無(wú)菌帽的女工將混合材料裝進(jìn)塑料模具內(nèi)。模具的形狀格式各樣,最后的成品有的用來(lái)包裝電腦,有的用來(lái)包裝葡萄酒或是辦公家具零件。
然后,它們被放置在多層的金屬架子上。剩下的工作將交給菌絲來(lái)完成。
“它會(huì)往農(nóng)業(yè)垃圾中釋放一種物質(zhì),這是它分解纖維素的方式,”拜爾解釋說(shuō),“它吸收纖維素,進(jìn)行消化,將其轉(zhuǎn)化成一種聚合物。我們所做的就是利用這種機(jī)體充當(dāng)膠水;一種能夠填滿模具中的每個(gè)縫隙和角落的有生命粘合劑。
在接下來(lái)5天時(shí)間里,隨著逐步滲透,菌絲將消耗大部分有機(jī)材料,將剩余部分用比人類(lèi)發(fā)絲還細(xì)很多倍的細(xì)絲包裹起來(lái)。打開(kāi)模具,成品看上去像是夾帶著碎杏仁的白巧克力。它摸上去軟軟的,像蘑菇,但相當(dāng)堅(jiān)韌。通過(guò)改變基材混合物,加文·麥金泰爾———公司首席科學(xué)家兼拜爾的生意伙伴———可以調(diào)整泡沫的強(qiáng)度和彈性。加多軋棉碎屑可增加隔熱性能,加多稻殼可增強(qiáng)防火性能。“你可用噴燈對(duì)它進(jìn)行燒烤,”麥金泰爾說(shuō),“它不會(huì)燃燒。”
每立方厘米的E coC radle泡沫包含4.8千米的菌絲纖維,它們的生成無(wú)需耗費(fèi)一點(diǎn)能源。“這種有機(jī)體完全不挑食,”拜爾說(shuō),“我們可以用幾乎任何木質(zhì)素纖維做基礎(chǔ)材料。”這包括鋸屑、紙漿甚至龍蝦殼。
這是公司產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)所在。E coC radle的生產(chǎn)過(guò)程無(wú)需化石燃料,而且可完全降解為堆肥。當(dāng)它完成包裝的使命后,你可以將它扔進(jìn)花園。90天內(nèi),它將自行完成降解。“你再看聚苯乙烯泡沫塑料,”麥金泰爾說(shuō),“它源自一種在地球上已經(jīng)有6500萬(wàn)年歷史的材料;再看一塊紙板,它來(lái)自生長(zhǎng)了七八年的樹(shù)木;我們利用菌的自然作用,在5至7天內(nèi)將垃圾變成包裝材料。從原材料到最終成品,我們比世界上任何人都要快。”
像很多佛蒙特男孩一樣,拜爾在他家的楓蜜農(nóng)場(chǎng)上長(zhǎng)大,為了采集楓蜜,每年冬天他都要在楓樹(shù)干上打洞。“成千上萬(wàn)個(gè)洞。”正是在楓樹(shù)林里,他第一次認(rèn)識(shí)菌絲。“你無(wú)意中踢到一塊木頭,發(fā)現(xiàn)下面有一種白色的有彈性的物質(zhì)將樹(shù)葉粘黏在一起”他解釋說(shuō),“當(dāng)時(shí)我對(duì)此并沒(méi)有多想,后來(lái)上大學(xué)后,在開(kāi)始思考粘合劑時(shí)它突然就從頭腦中冒了出來(lái)。”
當(dāng)時(shí),拜爾正在攻讀高級(jí)工程學(xué)課程。他的老師對(duì)于他的作品———一座沒(méi)有移動(dòng)部件的風(fēng)力渦輪機(jī)———評(píng)價(jià)很差。自尊心受傷的拜爾決定另辟蹊徑。假如可以誘使菌絲“編織”成一層絕緣泡沫,那種鑲在墻壁里面用于隔熱的絕緣材料?他的教授考慮了一下這樣做的可能性。拜爾的興趣被調(diào)動(dòng)起來(lái),他第二年又重新申報(bào)了相同的課程。
拜爾找到同學(xué)麥金泰爾幫忙。麥金泰爾是個(gè)像看科幻小說(shuō)一樣瘋狂閱讀生物學(xué)書(shū)籍的家伙。兩人一起研究了4年。他們的背景相似。麥金泰爾生長(zhǎng)在長(zhǎng)島,一座叫雅普漢克的小鎮(zhèn)。他的母親是一名生物學(xué)家,父親是一名機(jī)械工程師。兩人都喜歡徒步旅行。
麥金泰爾提議用從網(wǎng)上購(gòu)買(mǎi)的迷幻蘑菇孢子在他的寢室做實(shí)驗(yàn),生產(chǎn)第一批生物泡沫。“我們找來(lái)珍珠巖、礦物油和麥麩,在爐子上混合,”拜爾說(shuō),“我們把他們放進(jìn)模具,再加入從網(wǎng)上購(gòu)買(mǎi)的蘑菇。然后把它們放到加文的床下。它們開(kāi)始生長(zhǎng)———結(jié)果并不盡如人意,但偶爾也非常有趣。
他們?cè)谶@個(gè)項(xiàng)目上花了幾個(gè)月時(shí)間。2007年5月,兩人畢業(yè),獲得機(jī)械工程和產(chǎn)品設(shè)計(jì)雙學(xué)位。他們的教授敦促他們繼續(xù)研究。“是他促使加文和我繼續(xù)前進(jìn),”拜爾說(shuō),“否則,我可能早就放棄了。”沒(méi)有收入,還有大學(xué)貸款要還,兩人搬進(jìn)來(lái)倫斯勒理工大學(xué)校園內(nèi)的一個(gè)商業(yè)孵化器。他們?cè)诘叵率艺业搅死硐氲膶?shí)驗(yàn)場(chǎng)所。這里成為他們的第一個(gè)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室。
上了5天的公司創(chuàng)業(yè)課后,兩名年輕的企業(yè)家設(shè)計(jì)了一個(gè)商業(yè)計(jì)劃,最終贏得牛津大學(xué)的綠色挑戰(zhàn)競(jìng)賽大獎(jiǎng)。他們將1萬(wàn)英鎊的獎(jiǎng)金用于測(cè)試他們的蘑菇泡沫板。結(jié)果令人欣慰:這種材料防水、防火、隔熱效果好,而且100%可生物降解。
最后一個(gè)特性對(duì)于建筑材料算不上太大優(yōu)勢(shì),但拜爾和麥金泰爾看到了改變思路的機(jī)會(huì)。對(duì)于包裝材料而言,可降解是巨大的賣(mài)點(diǎn)。
1937年,化學(xué)家雷·麥金太爾最先將聚苯乙烯泡沫商業(yè)化。在此之前,物品大多用稻草或是鋸屑包裝。由于它浮力大,這種塑料最先被美國(guó)海岸警衛(wèi)隊(duì)用來(lái)制造救生艇。慢慢地,麥金太爾的雇主,道化學(xué)公司給聚苯乙烯找到了更多的用法。1954年,這種材料開(kāi)始被用于家庭隔熱和物品包裝。
1950年,全球塑料產(chǎn)量為170萬(wàn)噸。到2010年,已經(jīng)增加到2600萬(wàn)噸。但巨大的浪費(fèi)隨之而來(lái)。在日曬雨淋,長(zhǎng)途運(yùn)輸之后,塑料———包括聚苯乙烯———分解為小顆粒,最終進(jìn)入水循環(huán)系統(tǒng),流入大海。在世界各大洋的浮游動(dòng)物,貽貝,藤壺,魚(yú),海鳥(niǎo)和鯨魚(yú)體內(nèi)都發(fā)現(xiàn)了這種材料的殘余。電影導(dǎo)演麗貝卡·霍斯金在加州以西4500公里,日本以東3540公里的中途島的信天翁幼鳥(niǎo)體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了這種物質(zhì)。聚苯乙烯以各種形態(tài)———快餐包裝、咖啡杯、裝雞蛋的盒子等等———進(jìn)入家庭,它們大多使用一次就被拋棄,但永遠(yuǎn)不會(huì)消失。所有的微粒都留存在世界上的某個(gè)地方。
1909年,比利時(shí)化學(xué)家列奧·巴克蘭德發(fā)明了酚醛塑料,他的初衷是創(chuàng)造一種類(lèi)似亞洲甲殼蟲(chóng)分泌的蟲(chóng)膠的人造聚合物。拜爾和麥金泰爾對(duì)此類(lèi)想法極其鄙視。他們一生都在欣賞自然,思考如何用自然的方法來(lái)改進(jìn)技術(shù)。坐著麥金泰爾的斯巴魯車(chē)去午餐的路上,拜爾開(kāi)始討論全球水資源的局限。他開(kāi)始稱(chēng)贊非洲樹(shù)木的強(qiáng)大的蓄水方式,有的樹(shù)的根部可深入地下122米。如果你能夠找到類(lèi)似的獲得水源的方式,將可以改變數(shù)百萬(wàn)窮人的生活。
這個(gè)話題又引發(fā)了麥金泰爾對(duì)海膽過(guò)濾系統(tǒng)的熱情贊頌。在他的汽車(chē)儀表盤(pán)下有個(gè)小盒子,里面裝著十幾個(gè)貝殼。當(dāng)被問(wèn)到,它們是紀(jì)念品還是研究材料時(shí)。麥金泰爾朝著一個(gè)外面附著著藤壺的貝殼說(shuō),“它們之間形成的天然紐帶非常的牢固。”
基本上,兩人的哲學(xué)可以這樣概括:在數(shù)十億年的進(jìn)化過(guò)程中,自然創(chuàng)造了如此多的材料,為什么還需要人工合成的替代物?倫斯勒理工大學(xué)的求學(xué)經(jīng)歷奠定了他們的這種世界觀。在那里,工程學(xué)課程也帶著博愛(ài)色彩。拜爾說(shuō),“我們這樣做的目的是開(kāi)發(fā)一種可以給世界帶來(lái)正面影響的專(zhuān)利技術(shù)———這種影響可能是社會(huì)的或環(huán)境的。”在倫斯勒大學(xué),工程學(xué)課又叫“發(fā)明家工作室”,它的教授者是企業(yè)家博特·斯韋西。
斯韋西畢業(yè)于康沃爾大學(xué),曾在醫(yī)學(xué)行業(yè)工作了26年。在這個(gè)過(guò)程中,他創(chuàng)建了4家公司。1988年,他退休時(shí)52歲,擁有15項(xiàng)專(zhuān)利。之后的20年,他致力于向大學(xué)學(xué)生講授創(chuàng)業(yè)和創(chuàng)造的原則。“發(fā)明家工作室”挑戰(zhàn)學(xué)生們找到那些被忽視的問(wèn)題加以解決。
“在這里,沒(méi)有人設(shè)計(jì)手機(jī)外殼,”麥金泰爾說(shuō),“我們?cè)O(shè)計(jì)的是在第三世界國(guó)家有廣泛用途的產(chǎn)品。好幾家從這里誕生的公司都是非盈利性質(zhì)的。他們研究的不是下一代平板電視。他們研究的是如何用垃圾建造廉價(jià)的風(fēng)力渦輪機(jī)。”
E coative的創(chuàng)始人想要開(kāi)創(chuàng)一個(gè)盈利的,增長(zhǎng)迅速的企業(yè),重要的是,它還必須具備工業(yè)化規(guī)模。“我們想要成為可持續(xù)性材料的世界領(lǐng)導(dǎo)者———正如道和杜邦是上世紀(jì)的破壞環(huán)境的合成材料領(lǐng)導(dǎo)者一樣。”拜爾說(shuō),“我們想要消滅塑料的一次性用途。”
在E covative總部的倉(cāng)庫(kù)里,一個(gè)架子上放著一個(gè)鱟殼、一個(gè)用EcoCradle泡沫制作的沖浪板。麥金泰爾的寵物栗鼠奧德麗被裝在一個(gè)透明塑料球在休閑區(qū)域到處滾來(lái)滾去。拜爾和麥金泰爾的團(tuán)隊(duì)包括一個(gè)養(yǎng)蜂人、一位建筑師、一位釀酒師。真菌學(xué)家蘇·范·胡克來(lái)自加里福利亞。此外還有一大堆無(wú)償提供建議的專(zhuān)家們。
麥金泰爾說(shuō),“我們經(jīng)常冷不防地突然給他們打電話。”比如,當(dāng)他和拜爾需要數(shù)據(jù)證實(shí)他們的猜測(cè)時(shí),馬里蘭州的國(guó)家科學(xué)和技術(shù)研究所的火研究實(shí)驗(yàn)室主任向他們提出了一個(gè)讓他們無(wú)法拒絕的提案。“如果你們親自到這里來(lái),”他們說(shuō),“我們可以教你們?nèi)绾问褂?a target="_blank">設(shè)備,你們可以自己測(cè)試。”
現(xiàn)在,E coative每周生產(chǎn)大約1萬(wàn)件E coC radle泡沫材料,幾乎全部用于戴爾電腦和斯蒂爾凱斯辦公家具的包裝運(yùn)輸。不同于硅谷的軟件公司,這家公司的研發(fā)工作不能簡(jiǎn)單地通過(guò)增加服務(wù)器來(lái)完成。為了開(kāi)拓新市場(chǎng),Ecovative必須在美國(guó)各地都開(kāi)辦工廠。為了走向海外,它需要敲開(kāi)中國(guó)的大門(mén),那座“世界工廠”生產(chǎn)的幾乎每件產(chǎn)品都需要包裝。創(chuàng)造制造業(yè)的就業(yè)機(jī)會(huì)對(duì)于政客們而言有著不可抗拒的吸引力。E covative的研發(fā)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)得到美國(guó)州和聯(lián)邦政府頒發(fā)的400萬(wàn)美元經(jīng)費(fèi)。拜爾的哲學(xué)也得到贊賞:2010年7月,他應(yīng)邀到牛津大學(xué)在T ED G lobal會(huì)議上演講。但是引起科學(xué)家們、政客們和思想家們的注意還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。要獲得成功,Ecovative還必須改變業(yè)界懷疑派的觀點(diǎn)———這些人負(fù)責(zé)將貨物完好無(wú)損得交付給用戶。“他們生產(chǎn)的材料不能僅僅是一種不破壞環(huán)境的替代品,”斯韋西說(shuō),“它的性能必須優(yōu)于聚苯乙烯泡沫。”
各種可持續(xù)性包裝創(chuàng)意在世界各地爭(zhēng)相出現(xiàn)。U -H aul貨車(chē)出租公司聲稱(chēng)通過(guò)改用谷物和土豆淀粉制造的花生包裝材料,從垃圾填埋場(chǎng)減少了17萬(wàn)立方米的聚苯乙烯。沃爾瑪超市啟用網(wǎng)絡(luò)計(jì)分卡,對(duì)店內(nèi)出售的約62.7萬(wàn)件商品進(jìn)行評(píng)分,以此來(lái)鼓勵(lì)供貨商使用綠色包裝。百事可樂(lè)計(jì)劃在2012年推出一款無(wú)需石油為原料的新飲料瓶。這種瓶子的材料將來(lái)自柳枝稷、松樹(shù)皮和玉米殼所含的糖分。福特汽車(chē)希望從每輛車(chē)中替換掉14公斤的石油基礎(chǔ)材料。它已經(jīng)開(kāi)始采用大豆材料的坐墊,正在嘗試使用微藻、麥稈和雞毛制造的樹(shù)脂。公司的塑料研究小組還在考慮將E covative的蘑菇泡沫用于制造保險(xiǎn)杠、儀表盤(pán)和側(cè)門(mén)。
“業(yè)界曾經(jīng)認(rèn)為聚苯乙烯泡沫是無(wú)法替代的,正如他們?cè)?jīng)認(rèn)為含氯氟烴(可破壞臭氧層的物質(zhì),曾經(jīng)作為噴霧容器中推進(jìn)劑及致冷劑被廣泛使用)無(wú)可替代。G reenBiz顧問(wèn)公司的喬爾·麥考爾說(shuō),”沒(méi)有人喜歡聚苯乙烯泡沫。使用之后,除了分解后重塑,它再?zèng)]有其他用途,但這樣的選擇毫無(wú)吸引力?,F(xiàn)在,人們有了一種替代材料,使用之后可丟進(jìn)土里變成肥料。這是‘從搖籃到搖籃’的美夢(mèng)成真。
斯蒂爾凱斯辦公家具公司的后勤經(jīng)理丹尼斯·卡爾森于2009年主動(dòng)接洽Ecovative.他正在尋找聚苯乙烯的替代品,但是市場(chǎng)上的現(xiàn)有產(chǎn)品都無(wú)法令他滿意,或是過(guò)于昂貴,或是綠色性能值得懷疑:即使包裝材料本身不包含石油,但在長(zhǎng)途運(yùn)輸原材料的過(guò)程中也不可避免要使用化石燃料。
經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的測(cè)試和改良之后,2010年6月,斯蒂爾凱斯開(kāi)始使用Ecovative的Ecocradle包裝。該公司的很多銷(xiāo)往歐洲、加拿大、墨西哥、中國(guó)、日本、馬來(lái)西亞、沙特阿拉伯的產(chǎn)品都采用了菌絲纖維包裝??柹f(shuō),說(shuō)服新市場(chǎng)相信這種材料不含寄生蟲(chóng)需要費(fèi)些時(shí)間,多印幾份說(shuō)明文件。拜爾向Ecoactive的新伙伴們?cè)敿?xì)介紹每一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程,保證最后使用的工業(yè)烤箱可停止菌絲生長(zhǎng)。E coC radle的價(jià)格并不比聚苯乙烯泡沫貴。隨著生產(chǎn)自動(dòng)化提高、產(chǎn)量增加、運(yùn)輸環(huán)節(jié)的效率提高,它還可以進(jìn)一步降低成本。
2010年,Ecovative的銷(xiāo)售額只有50萬(wàn)美元,但公司最近獲得了3M、R P I和荷蘭D oen基金會(huì)的投資。今年,公司將在阿爾巴尼地區(qū)修建929平方米的工廠。在那里,拜爾計(jì)劃全部采用現(xiàn)成設(shè)備打造一家示范設(shè)施。新生產(chǎn)線每周可生產(chǎn)12萬(wàn)件產(chǎn)品。新工廠的目標(biāo)是證明這種技術(shù)可在世界任何地方推廣。
在拜爾看來(lái),挑戰(zhàn)產(chǎn)值200億美元的聚苯乙烯工業(yè)僅僅是個(gè)開(kāi)始。“然后還有價(jià)值數(shù)千億美元的膨脹泡沫、塑料薄膜,只要留心你會(huì)發(fā)現(xiàn)我們的周?chē)芰蠠o(wú)處不在。”