将这类细菌织物推向市场仍需克服多重挑战,预计至少需要五年时间方能突破。
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时尚产业的未来或许正在培养缸中酝酿 —— 这要归功于韩国科学技术院(KAIST)的研究人员。他们开发出一种利用活菌同时织造并染色织物的可持续技术。该方法中,活菌能同步生成织物并染出彩虹全色系,为当前严重依赖污染性合成纤维和化学染料的纺织业提供了环保替代方案。
"现今纺织业依赖石油基合成纤维和含致癌物、重金属、内分泌干扰物的化学染料。"该研究的通讯作者、KAIST生化工程师李相烨指出,"这些工艺不仅产生大量温室气体,还会污染水土。我们亟需寻找更优解决方案。"
微生物化身微型工厂
细菌纤维素正逐渐成为涤纶、尼龙等常见石油基织物的可持续替代品。它由特定微生物在发酵过程中自然产生的纯纤维网络构成。基于此特性,李相烨团队创新性地尝试让织物生成与天然色素染色同步完成 —— 通过在产纤维素细菌(木醋杆菌)中引入特种产色微生物,最终成功培育出两种分子家族的天然色素:紫色素类产出从绿色到紫色的冷色调,类胡萝卜素则生成红色到黄色的暖色调。
然而初期共培养木醋杆菌与大肠杆菌的尝试均告失败:两种微生物相互干扰,导致纤维素产量骤减或色素缺失。
破解微生物拮抗难题
为协调微生物冲突实现全色谱,研究人员制定双重策略:针对冷色调紫色素,待纤维素细菌定殖后再引入产色菌;对于暖色调类胡萝卜素,则先制备纯化纤维素膜,再浸入独立色素培养液。通过这两种定制化培养方案,最终获得了紫、藏蓝、青、绿、黄、橙、红的全色系细菌纤维素薄片。
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在耐久性测试中,研究人员对菌染织物进行洗涤、漂白、加热及强酸强碱溶液处理。结果令人振奋:多数颜色保持稳定,其中紫色素染制的织物在耐洗测试中甚至优于合成染料效果。
"这项研究虽不能立即使整个纺织业转型,"李相烨坦言,"但至少指明了在生产纤维素的同时实现可持续染色的环保路径。"要将细菌织物推向市场,仍需攻克工业化量产与石油基纺织品成本竞争两大难关,预计至少需五年时间。这项技术的商业成功,最终取决于消费者能否形成优先考虑环保效益而非价格的新消费观念。
该研究已于11月12日发表于《生物技术趋势》期刊。
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