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加州大學伯克利分校的研究者正試圖讓藍色牛仔褲的制作過程更環(huán)保。他們通過改造細菌，生產出讓牛仔褲呈現(xiàn)獨特色彩的靛藍染料。

“不幸的是，牛仔布的靛藍染色是個污染很大的過程?！边@項研究的共同主持者、生物工程教授約翰·迪貝爾（John Dueber）這樣說。他們的研究最近發(fā)表在《自然-化學生物學》（NatureChemical Biology）期刊上。

牛仔褲的藍色，就來自靛藍染色的紗線。

改造大腸桿菌

更清潔的靛藍合成方法

絕大多數(shù)的牛仔褲是用人工合成靛藍染色的，這種染料模仿了從木藍屬植物（Indigofera）中提取的染料。靛藍染料的合成過程需要甲醛在內的多種有毒化學品，染色過程也是如此。這就造成了巨量的污染。在世界有些地區(qū)，牛仔布工廠附近的河流呈現(xiàn)藍色，毒害、殺死魚類，并影響工人和居民的健康。由于每年生產的靛藍染料超過4萬噸，靛藍造成的污染成了一個嚴重問題。

迪貝爾和他的團隊試圖研制出一種靛藍染料，減少合成過程所需的化學品，同時在染色過程中也不需要那么多的化學品添加。

“為了制作這種新染料，我們從植物天然合成靛藍的方法上獲取了靈感。”迪貝爾說。

研究團隊改造了一種大腸桿菌，使其成為生產靛藍前體的“化工廠”。這種前體性質穩(wěn)定，可以一直保存到需要用的時候。傳統(tǒng)的合成靛藍需要化學加工來還原、溶解靛藍染料，使其能在棉布纖維上析出。而這種大腸桿菌生產的前體則不同，它只需要一種額外的酶。最后的成品與傳統(tǒng)合成靛藍“一模一樣”，迪貝爾說。

這條圍巾由大腸桿菌生產的靛藍染制。

面向市場

從實驗室到量產的困境

想要細菌生產的靛藍面向大眾市場，必須克服兩個主要問題，迪貝爾說。首先，靛藍在高pH值時染色最效果最好，大部分牛仔布工廠使用pH值10.5左右。但是迪貝爾團隊在工序中使用的酶只有在pH值為8時才有效。所以，現(xiàn)在團隊正致力于處理這種酶，讓它在更高pH值環(huán)境下也能起反應。第二個問題是擴大生產規(guī)模。

“我們可以提升這種方法的規(guī)模，我們對此很有信心。”迪貝爾說，“但是從實驗室規(guī)模到工業(yè)量產，總有許多工作要做?！?/p>

迪貝爾估計，這種細菌生產的靛藍在幾年后就能用于小規(guī)模定制牛仔褲的生產。人們急需更好的生產工藝，迪貝爾說。

“現(xiàn)在很多生產牛仔面料的國家都開始考慮環(huán)境管理措施，可能會有更多壓力迫使這些地區(qū)采取新的生產工藝。”迪貝爾說。

污染并未解決

水洗做舊步驟還在產生臟水

彼得·豪瑟（PeterHauser）是從北卡羅萊納州立大學退休的紡織工程學教授，曾經研究過靛藍染料。他同意迪貝爾的觀點，但是他認為類如迪貝爾團隊研究成果的技術并不能解決全部問題。

豪瑟認為，牛仔布制造中出現(xiàn)的大量污染源于染色后的漂洗以及為了做舊效果的打磨。牛仔布即使是由細菌生產的靛藍染色的，還是會在沖洗時產生骯臟的污水。

“一旦開始應用，這種細菌生產的靛藍造成的污染不會比原先更少?！焙郎f。

木蘭（Indigoferatinctoria）。

一些有生態(tài)意識的制造商正在回歸天然靛藍染料，這會減少化學品的使用，但由于成本和產量原因而被長期回避。在美國田納西州，一家叫做石溪顏料（Stony Creek Colors）的公司開始鼓勵農場主種植靛藍來取代煙草，盼望著天然靛藍的復興。但是即使是天然靛藍，在制造中的沖洗環(huán)節(jié)還是會污染水體。

另一個解決方法是完全不用靛藍染牛仔褲。大多數(shù)染料實際上會穿透纖維，但是靛藍只會粘著在紗線表面，這就是為什么經過沖洗的靛藍會流到水里的原因。這也是為什么牛仔褲會隨著磨損變白的原因。雖然其他染料可以染出牛仔藍，但是卻不能像靛藍一樣呈現(xiàn)出獨特的、受追捧的磨白效果。

“靛藍實際上是一種很糟糕的染料?！焙郎f，“但因為有特殊性質——它會變淺和洗掉色，人們才這么喜歡靛藍?！?/p>