Pelle di origine vegetale: la scienza alla base dell'innovazione dei materiali sostenibili

Forse vi sorprenderà sapere che per produrre un solo metro quadrato di pelle vegetale servono 480 foglie di ananas. Questo materiale rivoluzionario sta rivoluzionando l'industria della moda, trasformando gli scarti agricoli in alternative eleganti ed ecologiche.

La pelle di origine vegetale proviene da fonti inaspettate come foglie di ananas, funghi, mais, bucce di mela e persino plastica riciclata. Queste alternative ecologiche alla pelle sono ottime anche per l'ambiente. La produzione di pelle di mela riduce le emissioni di CO2 di 5,28 chilogrammi per ogni chilogrammo di scarti di mela utilizzati al posto dei materiali tradizionali. La pelle di cactus si distingue perché è biodegradabile al 92% con contenuto di carbonio organico e dura fino a dieci anni. Bio-Tex, un'altra alternativa sostenibile alla pelle, potrebbe ridurre le emissioni di gas serra del 91% rispetto alla tradizionale pelle conciata al cromo.

Questo articolo vi mostrerà la scienza alla base di questi materiali innovativi e come i rifiuti diventano moda indossabile. Vedrete cosa rende le borse in pelle a base vegetale sostenibili e pratiche. Esploreremo le prestazioni di diverse opzioni di pelle vegana e analizzeremo gli ostacoli alla loro diffusione.

La scienza alla base dei materiali in pelle di origine vegetale

Fonte dell'immagine: HZCORK

La struttura molecolare della pelle di origine vegetale si basa su polimeri naturali che le conferiscono forma e resistenza. Questi materiali innovativi eguagliano le qualità della pelle tradizionale grazie a miscele ingegnerizzate di composti vegetali, funghi e leganti ecocompatibili.

Cellulosa, lignina e micelio come basi strutturali

Abbiamo usato cellulosa Come componente principale nelle alternative alla pelle di origine vegetale. Questo polimero naturale di carboidrati complessi è costituito da unità di glucosio ripetute che conferiscono rigidità alle pareti cellulari vegetali. Materiali come il Piñatex® miscelano la cellulosa ricavata dalle fibre di foglie di ananas con l'acido polilattico derivato dal mais per creare una base simile alla pelle.

Micelio, la parte vegetativa dei funghi, si mostra molto promettente come base strutturale. Le sue pareti cellulari contengono reticoli fibrosi ramificati con una speciale miscela di chitina, glucani e glicoproteine che la rendono flessibile e resistente. Le proprietà meccaniche delle pelli a base di micelio dipendono dal rapporto tra chitina/chitosano e glucano. Le aziende utilizzano spesso specie fungine come Ganoderma, Invii, E Fame a causa dei loro modelli di crescita e della loro composizione polisaccaridica.

La struttura della pelle animale ispira molti materiali a base di micelio. La ricerca dimostra che le pellicole di polpa miceliale di F. fomentarius sono più resistenti sia del Reishi™ che del micelio sintetico. Il feltro di cellulosa di T. versicolor si dimostra più resistente della pelle artificiale.

Ruolo dei biopolimeri e delle bioresine nella durabilità

I biopolimeri determinano le qualità fisiche delle pelli di origine vegetale. Chitina La chitina derivata dai funghi può raggiungere resistenze alla trazione fino a 3,0 GPa. Questo la rende perfetta per creare alternative biodegradabili e resistenti alla pelle. In combinazione con tannini naturali come l'acido tannico, queste pelli a base di chitina mostrano un'eccellente resistenza e combattono i batteri.

Tuttavia, i materiali micelici essiccati diventano rigidi e fragili. Agenti plastificanti aiutano a mantenere la flessibilità. Tra questi:

• Polioli come il glicole propilenico

• Alcoli di zucchero ed esteri di glicerolo

• Esteri epossidici e oli vegetali

La reticolazione aumenta notevolmente la durata. La reticolazione chimica di biopolimeri come cellulosa o chitina con acido citrico, acido policarbossilico o tannini naturali crea un materiale più resistente e rigido, pur mantenendolo flessibile. Le tecniche di rivestimento tradizionali della lavorazione della pelle possono migliorare ulteriormente queste proprietà.

PU a base d'acqua rispetto ai rivestimenti PU a base di petrolio

Le pelli di origine vegetale spesso necessitano di rivestimenti in poliuretano (PU) per durare più a lungo. PU a base d'acqua è diventata una scelta ecosostenibile rispetto alle opzioni a base di petrolio. Questo materiale è composto da tre strati: uno strato superficiale, uno strato di ancoraggio e un tessuto di base in acrilico idrosolubile.

Il PU a base d'acqua non contiene composti organici volatili, a differenza della sua controparte a base di petrolio. Il processo di produzione non crea inquinamento né gas di scarico. La pelle PU a base d'acqua produce meno anidride carbonica rispetto alla normale pelle PU. Ogni chilogrammo di materiale vegetale che sostituisce il PU a base di petrolio consente di risparmiare circa 5,28 chilogrammi di emissioni di CO₂.

Le PU a base acquosa (WPU) si mescolano con soluzioni acquose (circa l'80% di acqua). Queste offrono alternative ecocompatibili ai sistemi a base solvente, che sono soggetti a restrizioni dovute alla tossicità. Le WPU costano di più e non innestano bene, ma il loro basso contenuto di composti organici volatili e la loro natura non infiammabile le rendono popolari nella produzione di pelle ecologica.

Innovazione dei materiali: dai rifiuti ai dispositivi indossabili

Fonte dell'immagine: Bravo!

Nuove modalità per trasformare gli scarti industriali in materiali di tendenza rappresentano una svolta nella produzione sostenibile. Questi materiali all'avanguardia contribuiscono a risolvere i problemi di gestione dei rifiuti e a ridurre il danno ambientale derivante dalla produzione tradizionale della pelle.

AppleSkin: miscela di scarti di mela in polvere e PU

AppleSkin dà nuova vita a bucce e torsoli di mela scartati dalla produzione di succo, trasformandoli in alternative di pelle di alta qualità. Questo straordinario materiale unisce ciò che sarebbe un rifiuto da discarica con poliuretano a base d'acqua per creare un tessuto resistente e flessibile. Il processo di produzione essicca e trasforma gli scarti di mela in polvere fine, che viene mescolata con poliuretano a base d'acqua e applicata su un supporto tessile.

Il contenuto vegetale del materiale è pari al 66%, il che gli conferisce Certificazione USDAI produttori utilizzano poliestere riciclato o fibre vegetali come il Lyocell come materiali di supporto per aumentare la sostenibilità. AppleSkin raggiunge un equilibrio perfetto: metà scarti di mele e metà PU, rendendolo perfetto per gli accessori moda.

Recenti studi sul ciclo di vita dimostrano che AppleSkin supera la normale pelle sintetica in diversi aspetti ambientali, in particolare nella protezione dello strato di ozono, nell'uso del suolo e nella prevenzione dell'inquinamento marino. La texture simile alla carta del materiale lo rende adatto a numerosi design e utilizzi.

Desserto: polvere di cactus e matrice di bioresina

L'azienda messicana Desserto utilizza foglie mature di fico d'india biologico per creare un'alternativa alla pelle ecosostenibile. Il fico d'india cresce naturalmente senza irrigazione, fertilizzanti o pesticidi in condizioni di siccità. Gli agricoltori raccolgono solo le foglie mature ogni sei-otto mesi, il che permette alla pianta di continuare a crescere per circa otto anni.

L'essiccazione al sole delle foglie richiede tre giorni prima che il laboratorio estragga le proteine e separi le fibre. Il materiale finale contiene uno speciale biopolimero composto in parte da composti organici rinnovabili. Le migliori formulazioni dell'azienda raggiungono 90% di contenuto vegetale.

Un singolo ettaro di cactus Nopal assorbe circa 8.100 tonnellate di CO2 all'anno, sostenendo al contempo la biodiversità e creando posti di lavoro in terreni aridi precedentemente inutilizzati. Il materiale si decompone naturalmente in determinate condizioni, con velocità di decomposizione variabili a seconda della formula.

Mylo: coltivazione verticale del micelio

Mylo propone un approccio innovativo alle alternative alla pelle attraverso la coltivazione attenta del micelio, la struttura radicale dei funghi. Bolt Threads coltiva il micelio in fattorie verticali alimentate da energia rinnovabile. L'intero processo richiede solo due settimane, a differenza degli anni necessari per l'allevamento del bestiame.

La produzione inizia combinando cellule fungine con segatura e materiali organici in ambienti controllati. Il micelio in crescita crea reti dense che formano tappeti morbidi e schiumosi. Dopo la raccolta, i materiali rimanenti diventano compost, creando un ciclo di riciclo pressoché perfetto.

L'attuale Mylo è composto per l'85% da micelio fungino e per il 15% da lyocell, rifinito con poliuretano a base d'acqua per una maggiore durata. Una conceria certificata Leather Working Group colora il materiale utilizzando coloranti certificati bluesign® che rispettano l'ambiente.

Sebbene Bolt Threads abbia interrotto la produzione di Mylo nel 2023 a causa di problemi di finanziamento, il materiale ha suscitato un notevole interesse nel settore. Grandi nomi come Stella McCartney, Adidas, Lululemon e Kering si sono uniti al consorzio Mylo per esplorarne gli usi commerciali. Tra i prodotti più popolari figurano le sneaker Stan Smith Mylo™ di Adidas e la borsa Frayme Mylo™ di Stella McCartney.

Compromessi tra prestazioni e biodegradabilità

Fonte dell'immagine: Nera Tanning

Creare alternative ecologiche alla pelle richiede di bilanciare diverse priorità. Le eccellenti prestazioni della pelle tradizionale spesso si scontrano con le esigenze ambientali, costringendo i designer a fare scelte difficili.

Durata vs compostabilità nelle pelli ibride

La sfida principale nello sviluppo di pelle a base vegetale risiede nel modo in cui la stabilità del materiale e la biodegradabilità interagiscono tra loro. I materiali che durano più a lungo di solito si degradano difficilmente, il che crea un problema di progettazione. Per citare solo un esempio, la pelle conciata al cromo mostra una biodegradazione molto più bassa (20,3% dopo 9 giorni) rispetto alle alternative senza cromo (54,3-66,0%). La rete di reticolazione che rende stabili i materiali li rende anche resistenti alla degradazione microbica.

Metodi di concia migliori rendono i materiali più resistenti, ma meno biodegradabili. Questo crea una situazione difficile per i produttori. I materiali che durano più a lungo creano rifiuti che rimangono nell'ambiente. Tutte queste pelli ibride vegetali-plastiche, tranne una, non possono essere compostate o riciclate perché le loro parti naturali e sintetiche creano materiali che non rientrano in nessuna delle due categorie.

Impatto dei supporti sintetici sulla riciclabilità

I supporti tessili limitano le credenziali ecologiche della pelle di origine vegetale. La maggior parte di questi materiali utilizza supporti in PET, poliammide o cotone con strati di rivestimento polimerico (solitamente PVC o poliuretano). Questi componenti aderiscono tra loro, rendendo il riciclaggio quasi impossibile.

Le pelli ibride vegetali-plastiche non funzionano bene su entrambi i fronti: non possono essere riciclate come i materiali sintetici puri né compostate come i prodotti naturali. Gli esperti di sostenibilità spiegano che non esiste una via di mezzo con la biodegradabilità: i materiali o si decompongono completamente o non lo fanno.

Alcuni produttori affrontano questo problema sviluppando materiali di supporto in PBS (succinato di polibutilene) puro. Questi materiali provengono da fonti biologiche e si decompongono naturalmente, il che potrebbe portare a un migliore riciclo.

Biodegradabilità in ambienti controllati rispetto a quelli naturali

Test di laboratorio mostrano grandi differenze tra il modo in cui i materiali si degradano in ambienti industriali e in natura. La pelle bovina trattata con derivati dell'alginato si è completamente degradata in 21-25 giorni in condizioni di compostaggio industriale. La pelle conciata al cromo tradizionale ha impiegato 31-35 giorni. La pelle conciata al vegetale ha iniziato a decomporsi solo dopo 60 giorni.

Alternative vegetali diffuse come Piñatex®, Desserto® e la similpelle tradizionale non si sono decomposte affatto dopo 90 giorni di compostaggio industriale. Il loro contenuto di plastica, principalmente componenti in PU e PVC, ha causato questo risultato sorprendente.

La differenza nei tassi di degradazione dimostra l'importanza degli standard di certificazione. Molti materiali venduti come ecocompatibili potrebbero degradarsi in laboratorio, ma rimanere intatti in condizioni reali. La comprensione di specifiche condizioni di test ci fornisce un quadro completo degli effetti ambientali.

Alternative Plastic-Free e Circolari

La pelle di origine vegetale si è evoluta oltre i materiali ibridi, eliminando completamente la plastica. Queste innovazioni sono alla base di materiali di moda veramente circolari.

Mirum: 100% vegetale e riciclabile

Mirum è leader come prima alternativa alla pelle adattabile e completamente priva di plastica. Gomma naturale, oli vegetali, pigmenti naturali e minerali con zero input di petrolio Per realizzare questo materiale utilizziamo un sistema curativo brevettato a base vegetale. Abbiamo combinato materiali naturali vergini con flussi secondari agricoli riciclati per creare un materiale che non necessita di acqua né in fase di produzione né di tintura.

Natural Fiber Welding e Stella McCartney hanno unito le forze per sviluppare Mirum per applicazioni nel mondo della moda. La stilista offre ora due versioni: Mirum con supporto in cotone biologico e Mirum con supporto in cotone rigenerativo californiano. Quest'ultimo è tracciabile fino al livello di coltivazione grazie al supporto della California Cotton & Climate Coalition.

L'impatto ambientale di Mirum si distingue per un'impronta di carbonio molto bassa rispetto sia alla pelle convenzionale che alle alternative sintetiche. Inoltre, ha guadagnato Certificazione USDA come 100% biobased.

TômTex: chitosano da gusci di gamberi e funghi

TômTex ("shrimp textile" in vietnamita) trasforma gli scarti dell'industria ittica in pelle biodegradabile. Il materiale contiene chitosano al 100%, un biopolimero derivato dalla chitina, la componente strutturale dei gusci dei crostacei e delle pareti cellulari dei funghi.

I produttori trasformano i fiocchi di chitosano in un liquido viscoso che può essere versato in stampi, stampato o persino stampato in 3D. Pigmenti naturali come carbone, caffè e ocra aggiungono colore. Questo approccio affronta due sfide contemporaneamente: creare materiali biodegradabili per indumenti e trovare nuovi utilizzi per i rifiuti marini.

I vegani possono scegliere una versione di TômTex a base di funghi. Un metro quadrato di TômTex produce circa 14 chilogrammi di CO2 equivalente, ben lontana dalle emissioni della pelle bovina.

Treekind: pelle compostabile a base di legno

Treekind offre una nuova prospettiva con la sua miscela brevettata di lignocellulosa ricavata da foglie di alberi caduti e un legante a base di alghe. Questo materiale può essere riciclato e compostato in casa. Il prodotto non contiene plastica e ha ottenuto l'etichetta USDA 100% Certified Biobased.

La produzione di Treekind richiede meno dello 0,1% dell'acqua necessaria per la lavorazione convenzionale della pelle. Il materiale ha superato approfonditi test ISO per la pelletteria, mostrando buoni risultati in termini di resistenza alla trazione, allungamento, flessibilità, resistenza all'acqua e stabilità ai raggi UV.

Treekind è disponibile in uno spessore compreso tra 0,6 e 1,6 mm e si decompone nel terreno o nell'acqua entro un anno grazie all'azione dei microbi. Eurofins Ecotoxicology in Francia ne ha verificato la compostabilità attraverso il test di compostaggio domestico ISO 14855-1.

Sfide dell'adozione e prospettive del settore

Fonte dell'immagine: Negozio POMP

Lo sviluppo di pellami a base vegetale sembra promettente, ma il settore si trova ad affrontare diversi ostacoli per un'adozione diffusa. Passare dal successo in laboratorio alla redditività sul mercato significa superare importanti sfide pratiche ed economiche.

Costo e scalabilità dei materiali di nuova generazione

Gli elevati costi di produzione rendono difficile per i produttori di pelle di origine vegetale competere con la pelle tradizionale. Tecniche di lavorazione complesse e requisiti tecnologici limitano la scalabilità e prosciugano le risorse.

Troppe opzioni di materie prime concorrenti lasciano investitori, marchi e fornitori bloccati in una paralisi decisionale. I materiali derivati dai rifiuti possono sembrare economici da reperire, ma ottenere e movimentare questi rifiuti crea nuovi problemi. Il controllo di qualità e la coerenza diventano ostacoli importanti.

Le colture specifiche presentano una serie di sfide. I costi di gestione agricola aumentano vertiginosamente e le preoccupazioni relative all'uso di acqua e suolo si moltiplicano. Le pelli a base vegetale che avranno successo saranno quelle che sapranno coniugare scalabilità, durevolezza, praticità d'uso e costi contenuti.

Adozione da parte dell'industria della moda: Stella McCartney, H&M, Allbirds

Stella McCartney è leader con la sua borsa Mylo Frayme, presentata alla Settimana della Moda di Parigi e che dovrebbe arrivare presto nei negozi. Ralph Lauren e Allbirds collaborano con Natural Fiber Welding per utilizzare Mirum nei loro prodotti.

Alcuni marchi potrebbero esitare, ma H&M accetta nuove idee grazie alla collaborazione con Good News per la creazione di calzature in Bananatex e Vegea, a base di uva. Capri Holdings ha acquisito una quota del 30% in Adriano Di Marti, produttore di pelle di cactus Desserto.

Nanushka, un marchio ungherese, ha creato il proprio materiale chiamato Okobor, un mix 50/50 di poliestere riciclato e poliuretano. L'azienda ha fatto questa scelta perché le opzioni esistenti non soddisfacevano i suoi standard qualitativi. Con i materiali di nuova generazione, i designer hanno ora una scelta limitata di colori e texture.

Certificazioni: USDA Biopreferred, OEKO-TEX, PETA Vegan

Le certificazioni creano fiducia nelle alternative alla pelle di origine vegetale. AppleSkin ha ottenuto diverse certificazioni chiave: lo status di vegano approvato da PETA, l'approvazione Biopreferred da USDA e la certificazione OEKO-TEX. Anche materiali come Mirum hanno ottenuto Designazione USDA 100% biobased.

Queste certificazioni mostrano differenze sostanziali tra i materiali. Reformation ha lanciato Cereal Leather con lo status di "biopreferred" dell'USDA, che ne attesta la produzione principalmente di cereali e granaglie naturali. Tuttavia, la maggior parte dei materiali necessita ancora di alcune componenti sintetiche, il che rende le opzioni completamente prive di plastica rare e preziose per la certificazione.

I produttori devono bilanciare attentamente le loro affermazioni di marketing con le reali proprietà dei materiali. Marchi come Ganni si impegnano a condividere le composizioni dei materiali per garantire la trasparenza, piuttosto che fare grandi proclami ambientali.

Conclusione

La pelle di origine vegetale segna una svolta nella moda sostenibile. Ci offre alternative che non affrontano molto bene le problematiche ambientali, soddisfacendo al contempo le esigenze dei consumatori in prodotti etici. Hai scoperto come gli scarti agricoli si trasformano in capi d'abbigliamento indossabili attraverso processi innovativi. Foglie di ananas, torsoli di mela, pale di cactus e micelio di funghi sono le basi di materiali che riducono notevolmente l'impatto ambientale rispetto alla pelle tradizionale.

Ciò che adoro di questi materiali dimostra i progressi incredibili nell'ingegneria dei biopolimeri. Cellulosa, lignina e micelio forniscono basi strutturali. I leganti naturali garantiscono la durevolezza senza dover ricorrere a prodotti a base di petrolio. I rivestimenti PU a base d'acqua offrono notevoli miglioramenti rispetto alle tradizionali opzioni a base di petrolio. Riducono le emissioni di CO₂ di 5,28 chilogrammi per chilogrammo di materiale.

Queste pelli di origine vegetale si trovano ad affrontare una sfida fondamentale: bilanciare prestazioni e credenziali ambientali. I materiali costruiti per durare spesso rinunciano alla biodegradabilità. Questo pone una scelta difficile per designer e produttori. I supporti sintetici rendono le cose più complesse. Questi materiali ibridi finiscono per non essere né completamente biodegradabili né adeguatamente riciclabili.

Nuove opzioni ecosostenibili sono emerse per risolvere questi problemi. Mirum è all'avanguardia con un'opzione completamente priva di plastica che mescola gomma naturale con oli vegetali. TômTex utilizza il chitosano ricavato dagli scarti dell'industria ittica. Treekind trasforma le foglie cadute in pelle compostabile. Queste scelte biodegradabili indicano come potrebbe essere un mondo di accessori moda sostenibili.

Al momento, costi elevati e problemi di scala ne limitano l'uso diffuso. Tuttavia, grandi marchi come Stella McCartney, H&M e Allbirds hanno adottato questi materiali. Con il miglioramento della produzione e la crescita della domanda da parte dei consumatori, la pelle di origine vegetale dovrebbe diventare più disponibile e accessibile.

Il futuro delle alternative alla pelle dipende dal bilanciamento di priorità contrastanti: prestazioni, biodegradabilità, soluzioni convenienti ed estetica. Certificazioni come USDA Biopreferred e PETA Vegan sono un ottimo modo per fornire indicazioni ai consumatori consapevoli che desiderano esplorare queste opzioni. Questa conoscenza dei materiali innovativi vi aiuterà a fare scelte intelligenti che combacino con le vostre priorità di stile e i valori ambientali quando acquisterete il vostro prossimo accessorio in alternativa alla pelle.

Domande frequenti

D1. Cosa rende la pelle di origine vegetale innovativa e sostenibile? La pelle di origine vegetale è innovativa perché trasforma gli scarti agricoli in capi d'abbigliamento indossabili. È più sostenibile della pelle tradizionale, riducendo significativamente il consumo di acqua, le emissioni di CO2 e la dipendenza da prodotti di origine animale. Materiali come la pelle di cactus, la pelle di mela e alternative a base di micelio offrono resistenza e al contempo rispondono alle esigenze ambientali.

D2. In che modo le pelli di origine vegetale si confrontano con quelle tradizionali in termini di prestazioni? Le pelli di origine vegetale possono offrire una durevolezza e una flessibilità paragonabili a quelle della pelle tradizionale, a seconda del materiale e del processo di produzione. Tuttavia, spesso si deve scendere a compromessi tra prestazioni e biodegradabilità. Alcune opzioni di origine vegetale eccellono in determinate proprietà come l'impermeabilità o la resistenza alla trazione, mentre altre privilegiano la compostabilità.

D3. Tutte le pelli di origine vegetale sono biodegradabili? Non tutte le pelli di origine vegetale sono biodegradabili. Molte contengono componenti o rivestimenti sintetici che ne impediscono la decomposizione. Esistono opzioni completamente biodegradabili come Treekind, ma sono attualmente meno diffuse. La biodegradabilità di un materiale dipende spesso da specifiche condizioni ambientali e può variare tra ambienti controllati e ambienti naturali.

D4. Quali grandi marchi della moda stanno adottando alternative alla pelle di origine vegetale? Diversi marchi di spicco hanno adottato alternative alla pelle di origine vegetale. Stella McCartney è stata pioniera, integrando materiali come Mylo nelle proprie collezioni. H&M ha collaborato con produttori di materiali innovativi, mentre Allbirds e Ralph Lauren hanno stretto una partnership con Natural Fiber Welding per utilizzare Mirum. Tra gli altri brand che hanno adottato la pelle figurano Adidas, Lululemon e Ganni.

D5. Quali sfide deve affrontare l'industria della pelle a base vegetale? Le principali sfide includono elevati costi di produzione, problemi di scalabilità e il raggiungimento di una qualità costante su grandi volumi. A ciò si aggiunge il complesso equilibrio tra prestazioni, sostenibilità e appeal estetico. Inoltre, il settore si trova ad affrontare ostacoli nell'educare i consumatori su questi nuovi materiali e nel superare lo scetticismo sulla loro durata ed ecocompatibilità rispetto alla pelle tradizionale.