科學家們使用一種新方法，在實驗室中利用細菌制造出可持續的彩虹色纖維。
科學家利用基因工程細菌以一鍋法同時制造和著色織物。與目前依賴化石燃料的方法相比，這項新技術提供了一種更簡單、更可持續的生產彩色紡織品的方法。
在11月12日發表在《Trends in Biotechnology》雜志上的一項新研究中，研究人員通過改變細菌生長的條件，創造了跨越彩虹顏色的纖維素纖維。
合成纖維“在很大程度上依賴于化學合成和后處理步驟，這些步驟耗能、費力、對環境有害。”該研究的主要作者、韓國高等科學技術學院化學和生物分子工程系教授Sang Yup Lee說，這種過程會產生大量的溫室氣體排放，用重金屬和致癌物質污染水和土壤。
因此，近年來，使用由細菌發酵生產天然纖維的替代方法的趨勢日益增長。纖維素是一個有希望的目標，因為這種材料模仿了棉花等織物中的天然纖維。許多細菌通常將葡萄糖轉化為纖維素纖維，以提供結構支撐并抵御其他微生物。然而，細菌產生的纖維素天然是白色的，這意味著它在加工后往往需要染色。
Lee和他的團隊現在已經簡化了這一過程，在產生天然著色劑的微生物旁邊培養產生纖維素的細菌。研究小組使用產色大腸桿菌菌株創造了兩類染料：較暗的紫色素(產生紫色、藍色和綠色等顏色)和較暖的類胡蘿卜素(產生紅色、橙色和黃色等顏色)。
最初，研究人員對Komagataeibacter xylinus細菌菌株的代謝途徑進行了基因改造，以增加發酵過程中的纖維素產量。隨后將產生紫色桿菌素的大腸桿菌加入到反應容器中，產生紫色、藍色和綠色染色的織物。
然而，該團隊無法使用相同的方法來實現更溫暖的色調，因為細菌沒有產生足夠的染料來染色纖維素織物，可能是由于細菌生長不良。為了解決這個問題，他們向產類胡蘿卜素的大腸桿菌培養物中加入了預生長和處理過的纖維素。這種共培養方法成功地產生了紅色、橙色和黃色染色的織物，從而完成了團隊的彩虹調色板。
總的來說，這種方法“消除了對單獨染色和洗滌過程的需要，”Lee說，并補充說這有助于減少化學廢物和水的消耗。
有色細菌纖維素顯示出對酸、堿、熱處理和洗滌的整體強穩定性。然而，研究小組指出，需要進一步的工作來全面測試這些材料——特別是檢查它們對工業洗滌劑和機械磨損的耐久性。
展望未來，Lee希望“將當前的七色平臺擴展到更寬的光譜”，并在保持質量一致的同時，將工藝提升到工業水平。他說，進一步改變細菌生產纖維素的方式可以開辟這種材料的其他用途。
