最初发表于C&EN。
来自世界各地的读者通过我们的网站提交了提名。我们还持续追踪了《C&EN》每周报道的新公司。在考察了200多家公司后，我们根据其在科学领域的成就以及正在努力解决的问题范围，最终选出了10家。
两性公司
使用两性离子制造防污水过滤器
ZwitterCo 成立于 2018 年，当时正值一个关键问题亟待解决。许多传统的滤水膜（由聚砜、聚丙烯腈和聚酰胺等材料制成）容易被脂肪、油和其他疏水分子污染。如果水中此类污染物的浓度仅为百万分之几，滤膜就会在几天甚至几小时内损坏。
“一直以来，限制膜实用性或应用效果的致命弱点之一就是堵塞，”这家波士顿地区公司的联合创始人兼首席执行官亚历克斯·拉帕波特 (Alex Rappaport) 表示。“如果能减少污垢，如果能消除这种故障模式，过滤技术就能得到更广泛的应用。”
正如其名称所示，ZwitterCo 的解决之道在于利用两性离子，即分子中同时带有正电荷和负电荷基团的分子。为了制造滤膜，该公司将这些两性离子共聚，形成活性过滤层。
“两性离子聚合物是目前市面上亲水性最强的高性能聚合物之一，”Rappaport说道。“我们研究的聚合物亲水性极强，具有吸湿性。它们会吸收空气中的水分。在不同的合成阶段，必须在无湿气的环境中操作它们。”
该公司膜中的两性离子充当水的导管，但会排斥疏水性油脂。这种化学特性的效果显著。ZwitterCo公司表示，其膜可耐受10,000 ppm甚至100,000 ppm的油脂。该公司的一些过滤元件已在现场运行一年多，虽然定期清洁，但无需更换。
拉帕波特表示，该公司的技术是处理高浓度有机分子废水的理想选择。由于目前还没有其他过滤工具，这类废水目前通常使用絮凝剂等化学物质进行处理，这些化学物质会聚集有机物并将其转化为污泥。
例如，ZwitterCo 的市场之一是厌氧消化池产生的废水。厌氧消化池通常建在大型奶牛场，用于收集粪便分解产生的甲烷来发电。ZwitterCo 的过滤元件将废粪便混合物（或称消化物，在业内被称为“消化液”）中的固体浓缩成有机肥料，同时将水循环回生产过程中。
同样，该公司正在处理肉类、家禽和奶制品行业的废水。利用过滤技术，食品加工商可以回收蛋白质、油脂或其他营养成分，用于添加到宠物食品或动物饲料中。通过化学处理，这些潜在的有用物质将被作为废物运走。处理后的废水可以经过反渗透等进一步的处理步骤，重新用作淡水。
“如果你可以减少污垢，如果你可以消除这种故障模式，你就可以更广泛地使用过滤。”
Alex Rappaport，ZwitterCo 首席执行官兼联合创始人
ZwitterCo 的技术源自塔夫茨大学化学与生物工程教授 Ayse Asatekin 的实验室，她此前曾拥有水膜商业化的经验。2011 年，她与他人共同创立了 Clean Membranes 公司，该公司基于她在麻省理工学院攻读博士学位期间开发的聚丙烯腈膜。
在塔夫茨大学，阿萨特金对两性离子材料进行了基础研究，并进行了实验室测试，获得了初步的性能数据。这项工作后来成为了两性离子材料公司（ZwitterCo）的核心。
ZwitterCo 于 2018 年成立，凭借 Rappaport 提出的清理石油和天然气钻探废水的方案，成为塔夫茨戈登研究所 100 万美元新创企业竞赛的获胜者之一。
此后不久，ZwitterCo 就吸引了投资。该公司及其 Asatekin 的实验室获得了美国国家科学基金会 225,000 万美元的资助，美国能源部还拨款 1.25 万美元，用于探索石油和天然气开采废水的净化技术。石油和天然气勘探产生的废水在美国是一个大问题，每生产一桶石油就会产生多达 10 桶废水。这些废水通常会被注入处置井。
2021年，该公司在由过滤专家Mann+Hummel和风险投资公司R-Cubed Capital Partners领投的一轮投资中获得了5.9万美元的种子资金。两个月前，ZwitterCo完成了由风险投资公司DCVC领投的33万美元A轮融资。DCVC还投资了合成生物公司Zymergen，该公司后来被Ginkgo Bioworks收购。
自从从 Asatekin 手中接管这项技术以来，ZwitterCo 主要致力于将其包装成商业产品，确定其最佳用途，并扩大规模以便高效地生产膜。
迄今为止，ZwitterCo 已融资 45 万美元。该公司目前拥有 45 名员工，自 2021 年以来已签约 16 个商业项目。到今年年底，其已安装的模块将能够每天净化近 4 万升水。
