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三明市更環(huán)保的牛仔褲染料?謝謝你,改造大腸桿菌

作者:創(chuàng)始人 日期:2023-06-11 人氣:17163

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加州大學(xué)伯克利分校的研究者正試圖讓藍(lán)色牛仔褲的制作過程更環(huán)保。他們通過改造細(xì)菌,生產(chǎn)出讓牛仔褲呈現(xiàn)獨(dú)特色彩的靛藍(lán)染料。

“不幸的是,牛仔布的靛藍(lán)染色是個污染很大的過程。”這項(xiàng)研究的共同主持者、生物工程教授約翰·迪貝爾(John Dueber)這樣說。他們的研究近發(fā)表在《自然-化學(xué)生物學(xué)》(Nature Chemical Biology)期刊上。

牛仔褲的藍(lán)色,就來自靛藍(lán)染色的紗線。

改造大腸桿菌

更清潔的靛藍(lán)合成方法

絕大多數(shù)的牛仔褲是用人工合成靛藍(lán)染色的,這種染料模仿了從木藍(lán)屬植物(Indigofera)中提取的染料。靛藍(lán)染料的合成過程需要甲醛在內(nèi)的多種有毒化學(xué)品,染色過程也是如此。這就造成了巨量的污染。在世界有些地區(qū),牛仔布工廠附近的河流呈現(xiàn)藍(lán)色,毒害、殺死魚類,并影響工人和居民的健康。由于每年生產(chǎn)的靛藍(lán)染料超過4萬噸,靛藍(lán)造成的污染成了一個嚴(yán)重問題。

團(tuán)隊(duì)試圖研制出一種靛藍(lán)染料,減少合成過程所需的化學(xué)品,同時在染色過程中也不需要那么多的化學(xué)品添加。

“為了制作這種新染料,我們從植物天然合成靛藍(lán)的方法上獲取了靈感。研究團(tuán)隊(duì)改造了一種大腸桿菌,使其成為生產(chǎn)靛藍(lán)前體的“化工廠”。這種前體性質(zhì)穩(wěn)定,可以一直保存到需要用的時候。傳統(tǒng)的合成靛藍(lán)需要化學(xué)加工來還原、溶解靛藍(lán)染料,使其能在棉布纖維上析出。而這種大腸桿菌生產(chǎn)的前體則不同,它只需要一種額外的酶。后的成品與傳統(tǒng)合成靛藍(lán)“一模一樣”,迪貝爾說。

這條圍巾由大腸桿菌生產(chǎn)的靛藍(lán)染制。

面向市場

從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)的困境

想要細(xì)菌生產(chǎn)的靛藍(lán)面向大眾市場,必須克服兩個主要問題,迪貝爾說。首先,靛藍(lán)在高pH值時染色效果好,大部分牛仔布工廠使用pH值10.5左右。但是迪貝爾團(tuán)隊(duì)在工序中使用的酶只有在pH值為8時才有效。所以,現(xiàn)在團(tuán)隊(duì)正致力于處理這種酶,讓它在更高pH值環(huán)境下也能起反應(yīng)。第二個問題是擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

“我們可以提升這種方法的規(guī)模,我們對此很有信心?!钡县悹栒f,“但是從實(shí)驗(yàn)室規(guī)模到工業(yè)量產(chǎn),總有許多工作要做?!?/p>

這種細(xì)菌生產(chǎn)的靛藍(lán)在幾年后就能用于小規(guī)模定制牛仔褲的生產(chǎn)。人們急需更好的生產(chǎn)工藝,迪貝爾說。

“現(xiàn)在很多生產(chǎn)牛仔面料的國家都開始考慮環(huán)境管理措施,可能會有更多壓力迫使這些地區(qū)采取新的生產(chǎn)工藝。

污染并未解決

水洗做舊步驟還在產(chǎn)生臟水

彼得·豪瑟(Peter Hauser)是從北卡羅萊納州立大學(xué)退休的紡織工程學(xué)教授,曾經(jīng)研究過靛藍(lán)染料。他同意迪貝爾的觀點(diǎn),但是他認(rèn)為類如迪貝爾團(tuán)隊(duì)研究成果的技術(shù)并不能解決全部問題。

豪瑟認(rèn)為,牛仔布制造中出現(xiàn)的大量污染源于染色后的漂洗以及為了做舊效果的打磨。牛仔布即使是由細(xì)菌生產(chǎn)的靛藍(lán)染色的,還是會在沖洗時產(chǎn)生骯臟的污水。

“一旦開始應(yīng)用,這種細(xì)菌生產(chǎn)的靛藍(lán)造成的污染不會比原先更少?!焙郎f。

一些有生態(tài)意識的制造商正在回歸天然靛藍(lán)染料,這會減少化學(xué)品的使用,但由于成本和產(chǎn)量原因而被長期回避。在美國田納西州,一家叫做石溪顏料(Stony Creek Colors)的公司開始鼓勵農(nóng)場主種植靛藍(lán)來取代煙草,盼望著天然靛藍(lán)的復(fù)興。但是即使是天然靛藍(lán),在制造中的沖洗環(huán)節(jié)還是會污染水體。

另一個解決方法是完全不用靛藍(lán)染牛仔褲。大多數(shù)染料實(shí)際上會穿透纖維,但是靛藍(lán)只會粘著在紗線表面,這就是為什么經(jīng)過沖洗的靛藍(lán)會流到水里的原因。這也是為什么牛仔褲會隨著磨損變白的原因。雖然其他染料可以染出牛仔藍(lán),但是卻不能像靛藍(lán)一樣呈現(xiàn)出獨(dú)特的、受追捧的磨白效果。

“靛藍(lán)實(shí)際上是一種很糟糕的染料。”豪瑟說,“但因?yàn)橛刑厥庑再|(zhì)——它會變淺和洗掉色,人們才這么喜歡靛藍(lán)。”



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