用活生物體作原材料 衣物環保時尚仍需推廣

　　當一件衣服穿壞或過時，它經常被扔進垃圾桶;美國環境保護署(Environmental Protection Agency)的數據顯示，2014年美國產生的所有城市固體垃圾中，服裝占9%。

　　我們所廢棄的衣物大大阻塞了垃圾填埋場。歐盟委員會也將現代服裝行業的做法——由于服裝生產和銷售的速度和數量，通常被稱為“快消時尚品”——與高能源和用水、嚴重的溫室氣體排放和水污染聯系起來。

　　現在一小批但不斷增長的創新者轉向天然材料，試圖將服裝業的浪費和污染從時尚中剔除，從源頭上來說：他們在實驗室使用活的生物體來制成可生物降解的紡織品、創建環保友好型材料--甚至不需要工廠組裝便可以生產出一些近乎成品的衣物。

　　今天的許多服裝都是用塑料制的丙烯酸、尼龍或聚酯線織成的，并在工廠里裁剪和縫制。所有這些材料都是化學制品，不可生物降解。但這些研究人員認為，未來的一些服裝可能會被生物工程化——即由活的細菌、藻類、酵母、動物細胞或真菌制成——當最終被丟棄時，它們會分解成無毒物質。紐約市時裝技術學院(Fashion Institute of Technology/F.I.T. )數學和科學系的助理教授Theanne Schiros說，這樣的方法可以減少浪費和污染。她說，除了生物可降解之外，另一個主要的好處是，許多涉及的生物都可以生長到衣物模型所需材料的程度——生產制造一件衣服所需的精確數量的紡織品，而不產生多余的可丟棄的材料。“在材料科學中，通過從自然中尋找大量的快速繁殖的生物，我們現在在自然界中發現了更多的靈感，”她說。”

　　Schiros選擇的生物是藻類。有了它，她和一個由F.I.T.的學生和教師組成的團隊創造出了一種類似紗線的纖維，這種纖維可以用碎昆蟲殼等非化學顏料進行染色，并編織成服裝。Schiros說，制作藻類紗線有三個步驟:首先，一種叫做海藻酸鹽的糖是從海藻中提取出來的--海藻酸鹽是一種多細胞藻類--并撒上粉末。然后，海藻酸鹽粉被轉化成一種水凝膠，并在其中加入植物的顏色(如胡蘿卜汁)。最后，凝膠被拉伸成長條形的可以編織成織物的纖維。

　　Schiros說，她的實驗表明，海藻纖維作為一種有市場前景的生物工程服裝材料，具有很強的柔韌性，這是大眾服裝的兩個基本特性。中國材料科學家指出，藻類纖維具有天然的防火性能，有可能減少向衣物中添加有毒阻燃劑的需要。而且，藻類的生物降解速度比棉花(最常見的天然衣料纖維)要快，而且它的生長不需要殺蟲劑或大面積的土地。Schiros用她的纖維編織衣物，包括她今年在TED演講有關可持續時尚主題時穿的背心。Schiros和她在F.I.T.的同事Asta Skocir合作，在2016年贏得了《生物設計挑戰賽》的冠軍。之后，她與人合辦了一家名為Algiknit的公司，希望有朝一日能在商業規模上生產出利用藻類為原材料的服裝。

　　Schiros也探索過利用細菌來制作服裝材料;2017年，她的一些學生用液體細菌培養物、真菌和可降解垃圾培育出了一雙嬰兒大小的鹿皮鞋。這種細菌長成了一塊纖維狀的“生物皮革”墊子，最后填滿了一個鞋形模具，形成了一雙完整的鞋子。后來，他們用鱷梨種子和靛藍樹葉做染料，給鞋子上色，并在鞋子里嵌入胡蘿卜種子，然后晾干。根據Schiros的觀點，“這種方法在生產階段避免了浪費。”她補充說，由于這種鞋子是可降解的，而且含有種子，“當你的孩子長大了鞋子不合腳了，你可以把它們種在地里，開始為制作下一雙鞋做準備。”她的學生們(自稱“GROWAPAIR團隊”)在去年的《生物設計挑戰峰會》上首次展示了他們的創意。《生物設計挑戰峰會》是一個面向大學生的生物工程競賽，在紐約現代藝術博物館(Museum of Modern Art in New York City)舉辦。

　　Schiros說，生物工程能夠解決的另一個快消時尚環境問題是染料。據瑞典化學品管理局(Swedish chemicals Agency)稱，商業紡織印染使用大約3500種人造化學品，其中包括鉛和基于石油的物質。其中，該管理局在成品衣物中發現了2,400種人造化學品。該機構表示，在被發現的化學品中，有5%對環境具有潛在危險，在成品服裝中發現的2400種化學品中，有10%可能對人類健康會產生危害。使這些粘附在織物上的染色劑通常還需要使用有毒的溶劑、固化劑、鹽和大量的水。暴露在這些染料中的實驗室動物表現出不良的健康影響，包括過敏反應以及生殖和生長問題。美國環保署宣布，一種常用的服裝染料成分聯苯胺及其衍生物“被合理推測為人類致癌物”。歐盟禁止進口含有這種物質的染料以及其他所謂的“偶氮”染料。這些化學物質可能會從衣服中滲入皮膚，在紡織染料工廠的廢水中也會發現，這些廢水通常未經處理就直接排放到環境中。

　　一些研究人員認為細菌可能也有助于減輕染料問題。包括TextileLab Amsterdam的聯合創始人Cecilia Raspanti、紡織和設計工作室Kukka的老板Laura Luchtman、生物設計實驗室和創意研究機構Faber Futures的創始人Natsai Audrey Chieza在內的創新者正在使用天然色素細菌為天然和生物工程紡織品染色。Luchtman說她的過程包括用高壓滅菌來防止污染，然后將充滿細菌養分的液體培養基倒在一個容器里的紡織品上。接下來，她將浸泡過的紡織品暴露于細菌中，并將其放置在溫控室內三天。最后她又對紡織品進行了消毒，用溫和的洗衣粉沖洗，洗去細菌培養基的氣味，然后讓它變干。Chieza說，細菌染料可以應用于各種顏色和圖案，無毒，而且需要的水分至少減少20%。

　　但是，使用這種技術來取代用不可生物降解的人造纖維織成的紡織品和用有問題的化學物質制成的染料仍然存在重大挑戰。Schiros說，生產足夠耐受正常磨損的生物工程材料是一個主要障礙。她試圖克服這一問題，用當地保存技術處理她的一些紡織品——比如用煙熏而不是化學物質來曬黑——她說，這讓她的生物皮革更有強度，更耐水。

　　到目前為止，這些無害生態環保的紡織品主要限于實驗室、科學競賽和高級時裝T臺。但推廣這些創新的研究人員表示，這些創新以某種形式向消費者市場推出只是時間問題。Chieza說，首先需要解決的問題是使生物工程服裝的成本與傳統服裝相當。例如，Luchtman出售的是細菌染色絲巾，價格為139美元，而類似的傳統染色絲巾，價格僅為10美元。Chieza說:“與圍繞可再生能源的爭論類似，成本競爭不僅依賴于可靠的科學和有效的技術，還需要通過政府補貼和向研發投資的精神轉變來實現。”

　　美國先進纖維技術研究中心(CRAFT)主任、賓夕法尼亞州立大學(Pennsylvania State University)工程學教授Melik Demirel同意，讓生物設計的服裝進入消費市場可能需要一段時間。但他表示，如果生產過程可以擴大，其好處將超過挑戰。“蛋白質或糖基纖維是自然可降解的，可以在大自然中進行循環利用，”他指出。

　　此外，支持這項研究的設計師們說，紡織品在被送到堆肥設施進行生物降解之前可以被重復使用。一遍又一遍地修復或重新利用紡織品和染料可以延緩它們變成廢物，是指導生物紡織品和用于染色的非化學染料生產的主要原則。

　　Suzanne Lee是一年一度的生物設計峰會Biofabricate的創始人，也是倫敦一家名為Biocouture的生物設計咨詢公司的創始人。“要想讓快消時尚品持續下去，所使用的材料必須開始能夠被循環利用，重新成為供應這一時尚領域的原材料，” Lee說。“在設計過程中，它們不應該注定被扔進垃圾填埋場;我們所有人，尤其是設計師，都應該為這種變化而努力。