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        科技資訊
        從生物體中生長出來的新型紡織品
        時間:2018年10月30日  來源:南方周末

        當一件衣服出現磨損或過時之后,人們往往將其扔進垃圾桶。然而,衣服所帶來的影響遠遠不會局限于填滿垃圾填埋場?,F代服裝業的做法往往被稱為“快速時尚”,因為服裝的生產和銷售速度很快,數量很大。這種做法跟高能耗、高水耗、大量的溫室氣體排放和嚴重的水污染是聯系在一起的。

          一小組創新者正在利用大自然所賦予的材料,企圖從源頭上解決問題,把服裝行業中的浪費和污染現象從時尚中排除掉。他們正在利用活生生的有機物來生長出一件件可生物降解的紡織品,在實驗室里創造出了環境友好型布料,甚至生長出了一些近乎完整的成品,無需在工廠里進行縫合?,F在,這支創新者隊伍正在壯大起來。

          當今,許多服裝的布料都是用塑料丙烯酸、尼龍或滌綸材質的纖維編織而成,在工廠經過裁剪和縫制成為服裝。所有這些材料都是通過化學過程生產出來,是不可生物降解的。但是,這些研究人員認為:未來服裝的某些材料可能是通過生物工程設計出來的,也就是說通過活著的細菌、藻類、酵母、動物細胞或真菌制成,當最終扔掉之后,可以分解成無毒物質。

          紐約時裝技術學院(F.I.T.)數學和科學系助理教授塞妮·施羅斯(Theanne Schiros)說:這些方法可以減少浪費,降低污染。她說:除了可生物降解之外,另一個好處是——利用的許多生物都可以在模子里生長,能夠正好長成模子的形狀,生產出的布料大小正好是做一件衣服所需要的,不會產出多余的布料,不用丟棄下腳料。她說:“在材料科學方面,我們目前在自然界中找到了更多的靈感,你可以到大自然中尋找生長迅速、數量豐富的有機物。”

          施羅斯選擇的有機物是藻類。有了藻類,她和F.I.T.的教師及學生團隊創造了一種紗線狀纖維,可以用碾碎的昆蟲外殼之類的非化學顏料染色,然后織成服裝。施羅斯說,制造藻類紗線有三個步驟:首先,一種來自巨藻(多細胞藻類海草)的糖名為藻酸鹽,將藻酸鹽碾成粉末狀;下一步,將藻酸鹽粉末變成一種水基凝膠,往凝膠中加入來自植物的色素(如胡蘿卜汁);最后,將凝膠拉伸成為一縷縷可以織成布料的長絲。

          施羅斯說,她的實驗表明:作為一種可以出售的生物工程新品,基于藻類的布料有著廣闊的市場前景,因為這種布料既結實又柔韌,這兩種特性是大量銷售的服裝不可缺少的因素。中國的材料科學家已經注意到,藻類纖維具有天然的耐火性,可能會降低往布料中添加有毒阻燃劑的必要性。棉花是最常見的天然服裝纖維,而藻類的生物降解速度比棉花更快,藻類的生長也無需殺蟲劑和大片大片的土地。

          今年,施羅斯利用自己制造的纖維布料編織了一些衣服,包括她在TED進行有關可持續時尚演講時穿的那件背心。施羅斯跟F.I.T.同事阿斯塔·斯科西爾(Asta Skocir)一起,利用藻類紡織品制造的衣服贏得了2016年的生物設計挑戰賽。隨后,施羅斯和他人聯合創辦了一家叫做“水藻針織廠(Algiknit)”的企業,該企業的目標是有朝一日以商業規模生產藻類纖維服裝。

          此外,施羅斯還探索了利用細菌生長制作出服裝材料。2017年,她的部分學生利用液態細菌培養物、真菌和可堆肥廢棄物生長出一雙適合嬰兒穿的平底鞋。這些細菌生長成為一層“生物皮革”纖維墊,纖維墊最終填滿了一個鞋狀的模子,形成了一塊做鞋子的完整材料,學生們從街上冰沙店丟棄的菠蘿頂葉中抽出纖維,將材料縫合在一起。之后,他們利用鱷梨籽和槐藍屬植物的葉子提取出染料,給鞋子染上色,在晾干之前嵌入胡蘿卜種子。

          但是,要想使用這種技術取代不可生物降解的人造纖維織物和利用毒性化合物制造的染料,仍然面臨著嚴峻的挑戰。施羅斯說:生產生物工程材料的一個主要障礙是,使材料足夠耐用,使其能夠經受住正常的磨損。為了努力克服這個障礙,施羅斯利用固有的保護技術,例如,用煙熏替代使用化學物質來處理。她說:這樣一來,她的生物皮革有了耐磨度和防水性。

          到目前為止,這些有利于生態的紡織品主要限于實驗室、科學競賽和高級時裝秀的范圍內。但是,推廣這種新型紡織品的研究人員表示:這樣的創新產品會以某種形式推出去,走向消費市場,只是一個時間的問題。(譯自scientificamerican.com網站)  

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