製造色彩:從基因裡找到顏色

2020-02-06

薩爾瓦多(El Salvador)一家紡織染廠員工,將布料浸入天然靛藍的染浴中。 圖片來源:Jan Sochor/Getty Images

多數顏色皆後天製作而成,其過程加入不同化學成分。染料工廠的廢物排入河水,對生態環境造成破壞。近來民眾的環保意識增加,各行業也開始重視減低碳排放,衣物製造工廠也不例外,積極尋找降低環境污染的染色方法。

減輕染料對環境的破壞

時下流行的牛仔布亦是如此。以前,人們從植物中提取靛藍的染色顏料,到科技發達,能夠以人工製造靛藍色,但當中涉及大量石油和有毒物質,如氰化物及甲醛等。再加上靛藍色不溶於水,故需添加對人類和生態更具腐蝕性的化學物質,方能將其製成染料。

Tinctorium 創辦人 Michelle Zhu 展示該公司使用細菌培養染料的織線。 圖片來源:IndieBio/Twitter

於是,三藩市生物技術公司 Tinctorium 對細菌進行基因工程改造,複製出原材料蓼藍製造和保存靛藍色的方式。創辦人 Michelle Zhu 解釋:「因為細菌繁殖能力強大,在適當條件下,我們可以培育這些生物,以替代石油原料,製造出更具延展性及持續性的染料。」該公司目前已成功研發及生產針織用的毛線,並計劃於兩年內生產牛仔褲。

法國生物技術公司 Pili 創意總監 Marie-Sarah Adenis 則指出:「我們使用可再生碳代替石油,如透過微生物轉化的農業肥料,而非腐蝕性化學物質。」其公司每噸產品,微生物發酵過程可以節省近 100 噸石油及 10 噸化學物質。Adenis 表示,該方法「節省 5 倍用水及 10 倍用電量,因為微生物能在室溫下生存」。

更全面的染料替代品

英國生物技術公司 Colorifix 則與紡織品製造商如 Forster Rohner、Arvind、H&M 等合作。創辦人之一 James Ajioka 曾到尼泊爾首都加德滿都(Kathmandu)建設飲用水中砷的探測器。他回憶指:「 加德滿都的河流都有毒,因為紡織工業將工業廢物直接倒入河中,尤其是紡織染料的廢物。」

Colorifix 於 Synbi TECH 2019 展覽上展示其使用可持續技術染色的被子。 圖片來源:Tom Speedy / Twitter

Colorifix 使用發酵(fermentation)方式,從鸚鵡羽毛中提取其顏色細胞,從 DNA 裡找到「製造紅色」的基因,放到微生物體內培養。另一位創辦人 Orr Yarkoni 解釋:「儘管所有生命都有 DNA,但每個生物體都使用不同的『方言』。我們將這信息放入微生物的語言後,它便能如鸚鵡一樣,用糖和氮等製造顏色。」

該製作過程的基本單位為糖,既容易獲得,又不需基礎建設便能生產或精製。Yarkoni 表示:「好比聚酯纖維(polyester)及棉花,兩者需要不同的燃料及機器。但現今多數衣物為滌棉(polycotton),除非是預先已染色的針線,一般都需進行交叉染色(cross-dye)。」

不止如此,細菌還可以培育染髮劑。曼徹斯特大學學生於國際基因工程機器(iGEM)比賽中獲得金牌,他們對大腸桿菌進行基因工程改造,使細菌分泌能夠染髮、修復和拉直頭髮的蛋白質。劍橋大學化學系材料科學研究員 Silvia Vignolini 認為,此技術適用於大量生產顏料,亦可根據需要改變顏色。她說:「未來,我們能夠用可分解顏料為車及牆壁油漆,且只需從細菌培養出想要的顏色。」

Source : https://www.cup.com.hk/2020/02/06/envrionment-friendly-fabric-dye/