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《产业用纺织品》
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科技资讯
从生物体中生长出来的新型纺织品
时间:2018年10月30日  来源:南方周末

当一件衣服出现磨损或过时之后,人们往往将其扔进垃圾桶。然而,衣服所带来的影响远远不会局限于填满垃圾填埋场。现代服装业的做法往往被称为“快速时尚”,因为服装的生产和销售速度很快,数量很大。这种做法跟高能耗、高水耗、大量的温室气体排放和严重的水污染是联系在一起的。

  一小组创新者正在利用大自然所赋予的材料,企图从源头上解决问题,把服装行业中的浪费和污染现象从时尚中排除掉。他们正在利用活生生的有机物来生长出一件件可生物降解的纺织品,在实验室里创造出了环境友好型布料,甚至生长出了一些近乎完整的成品,无需在工厂里进行缝合。现在,这支创新者队伍正在壮大起来。

  当今,许多服装的布料都是用塑料丙烯酸、尼龙或涤纶材质的纤维编织而成,在工厂经过裁剪和缝制成为服装。所有这些材料都是通过化学过程生产出来,是不可生物降解的。但是,这些研究人员认为:未来服装的某些材料可能是通过生物工程设计出来的,也就是说通过活着的细菌、藻类、酵母、动物细胞或真菌制成,当最终扔掉之后,可以分解成无毒物质。

  纽约时装技术学院(F.I.T.)数学和科学系助理教授塞妮·施罗斯(Theanne Schiros)说:这些方法可以减少浪费,降低污染。她说:除了可生物降解之外,另一个好处是——利用的许多生物都可以在模子里生长,能够正好长成模子的形状,生产出的布料大小正好是做一件衣服所需要的,不会产出多余的布料,不用丢弃下脚料。她说:“在材料科学方面,大家目前在自然界中找到了更多的灵感,你可以到大自然中寻找生长迅速、数量丰富的有机物。”

  施罗斯选择的有机物是藻类。有了藻类,她和F.I.T.的教师及学生团队创造了一种纱线状纤维,可以用碾碎的昆虫外壳之类的非化学颜料染色,然后织成服装。施罗斯说,制造藻类纱线有三个步骤:首先,一种来自巨藻(多细胞藻类海草)的糖名为藻酸盐,将藻酸盐碾成粉末状;下一步,将藻酸盐粉末变成一种水基凝胶,往凝胶中加入来自植物的色素(如胡萝卜汁);最后,将凝胶拉伸成为一缕缕可以织成布料的长丝。

  施罗斯说,她的实验表明:作为一种可以出售的生物工程新品,基于藻类的布料有着广阔的市场前景,因为这种布料既结实又柔韧,这两种特性是大量销售的服装不可缺少的因素。中国的材料科学家已经注意到,藻类纤维具有天然的耐火性,可能会降低往布料中添加有毒阻燃剂的必要性。棉花是最常见的天然服装纤维,而藻类的生物降解速度比棉花更快,藻类的生长也无需杀虫剂和大片大片的土地。

  今年,施罗斯利用自己制造的纤维布料编织了一些衣服,包括她在TED进行有关可持续时尚演讲时穿的那件背心。施罗斯跟F.I.T.同事阿斯塔·斯科西尔(Asta Skocir)一起,利用藻类纺织品制造的衣服赢得了2016年的生物设计挑战赛。随后,施罗斯和他人联合创办了一家叫做“水藻针织厂(Algiknit)”的企业,该企业的目标是有朝一日以商业规模生产藻类纤维服装。

  此外,施罗斯还探索了利用细菌生长制作出服装材料。2017年,她的部分学生利用液态细菌培养物、真菌和可堆肥废弃物生长出一双适合婴儿穿的平底鞋。这些细菌生长成为一层“生物皮革”纤维垫,纤维垫最终填满了一个鞋状的模子,形成了一块做鞋子的完整材料,学生们从街上冰沙店丢弃的菠萝顶叶中抽出纤维,将材料缝合在一起。之后,他们利用鳄梨籽和槐蓝属植物的叶子提取出染料,给鞋子染上色,在晾干之前嵌入胡萝卜种子。

  但是,要想使用这种技术取代不可生物降解的人造纤维织物和利用毒性化合物制造的染料,仍然面临着严峻的挑战。施罗斯说:生产生物工程材料的一个主要障碍是,使材料足够耐用,使其能够经受住正常的磨损。为了努力克服这个障碍,施罗斯利用固有的保护技术,例如,用烟熏替代使用化学物质来处理。她说:这样一来,她的生物皮革有了耐磨度和防水性。

  到目前为止,这些有利于生态的纺织品主要限于实验室、科学竞赛和高级时装秀的范围内。但是,推广这种新型纺织品的研究人员表示:这样的创新产品会以某种形式推出去,走向消费市场,只是一个时间的问题。(译自scientificamerican.com网站)  

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