從生物體中生長(zhǎng)出來的新型紡織品

埃里卡·西里諾（Erica Cirino）

當(dāng)一件衣服出現(xiàn)磨損或過時(shí)之后，人們往往將其扔進(jìn)垃圾桶。然而，衣服所帶來的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)不會(huì)局限于填滿垃圾填埋場(chǎng)?，F(xiàn)代服裝業(yè)的做法往往被稱為“快速時(shí)尚”，因?yàn)榉b的生產(chǎn)和銷售速度很快，數(shù)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(yán)重的水污染是聯(lián)系在一起的。

一小組創(chuàng)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(yè)中的浪費(fèi)和污染現(xiàn)象從時(shí)尚中排除掉。他們正在利用活生生的有機(jī)物來生長(zhǎng)出一件件可生物降解的紡織品，在實(shí)驗(yàn)室里創(chuàng)造出了環(huán)境友好型布料，甚至生長(zhǎng)出了一些近乎完整的成品，無需在工廠里進(jìn)行縫合?，F(xiàn)在，這支創(chuàng)新者隊(duì)伍正在壯大起來。

當(dāng)今，許多服裝的布料都是用塑料丙烯酸、尼龍或滌綸材質(zhì)的纖維編織而成，在工廠經(jīng)過裁剪和縫制成為服裝。所有這些材料都是通過化學(xué)過程生產(chǎn)出來，是不可生物降解的。但是，這些研究人員認(rèn)為：未來服裝的某些材料可能是通過生物工程設(shè)計(jì)出來的，也就是說通過活著的細(xì)菌、藻類、酵母、動(dòng)物細(xì)胞或真菌制成，當(dāng)最終扔掉之后，可以分解成無毒物質(zhì)。

紐約時(shí)裝技術(shù)學(xué)院（F.I.T.）數(shù)學(xué)和科學(xué)系助理教授塞妮·施羅斯（Theanne Schiros）說：這些方法可以減少浪費(fèi)，降低污染。她說：除了可生物降解之外，另一個(gè)好處是——利用的許多生物都可以在模子里生長(zhǎng)，能夠正好長(zhǎng)成模子的形狀，生產(chǎn)出的布料大小正好是做一件衣服所需要的，不會(huì)產(chǎn)出多余的布料，不用丟棄下腳料。她說：“在材料科學(xué)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(zhǎng)迅速、數(shù)量豐富的有機(jī)物?！?/p>

施羅斯選擇的有機(jī)物是藻類。有了藻類，她和F.I.T.的教師及學(xué)生團(tuán)隊(duì)創(chuàng)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(xué)顏料染色，然后織成服裝。施羅斯說，制造藻類紗線有三個(gè)步驟：首先，一種來自巨藻（多細(xì)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(zhǎng)絲。

施羅斯說，她的實(shí)驗(yàn)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(chǎng)前景，因?yàn)檫@種布料既結(jié)實(shí)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(guó)的材料科學(xué)家已經(jīng)注意到，藻類纖維具有天然的耐火性，可能會(huì)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(zhǎng)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(jìn)行有關(guān)可持續(xù)時(shí)尚演講時(shí)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(shè)計(jì)挑戰(zhàn)賽。隨后，施羅斯和他人聯(lián)合創(chuàng)辦了一家叫做“水藻針織廠（Algiknit）”的企業(yè)，該企業(yè)的目標(biāo)是有朝一日以商業(yè)規(guī)模生產(chǎn)藻類纖維服裝。

此外，施羅斯還探索了利用細(xì)菌生長(zhǎng)制作出服裝材料。2017年，她的部分學(xué)生利用液態(tài)細(xì)菌培養(yǎng)物、真菌和可堆肥廢棄物生長(zhǎng)出一雙適合嬰兒穿的平底鞋。這些細(xì)菌生長(zhǎng)成為一層“生物皮革”纖維墊，纖維墊最終填滿了一個(gè)鞋狀的模子，形成了一塊做鞋子的完整材料，學(xué)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(lán)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(shù)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(yán)峻的挑戰(zhàn)。施羅斯說：生產(chǎn)生物工程材料的一個(gè)主要障礙是，使材料足夠耐用，使其能夠經(jīng)受住正常的磨損。為了努力克服這個(gè)障礙，施羅斯利用固有的保護(hù)技術(shù)，例如，用煙熏替代使用化學(xué)物質(zhì)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(tài)的紡織品主要限于實(shí)驗(yàn)室、科學(xué)競(jìng)賽和高級(jí)時(shí)裝秀的范圍內(nèi)。但是，推廣這種新型紡織品的研究人員表示：這樣的創(chuàng)新產(chǎn)品會(huì)以某種形式推出去，走向消費(fèi)市場(chǎng)，只是一個(gè)時(shí)間的問題。

（胡德良譯自scientificamerican.com網(wǎng)站）