会呼吸的衣服

作者: 谭浩 彭宇 黄尔卓 朱砚清

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你知道吗,或许未来衣服的面料不再是传统的棉花、丝绸或各种化纤制品,而有可能是土里生、土里长的生物材料。本期,我们来了解“会呼吸的衣服”,探寻从土壤中“生长”出的面料的奥秘。

传统纺织品的生产过程耗水量大,依赖大量化学染料,且会产生难以降解的废弃物。相比之下,生物面料作为一种新兴的材料,其生产过程有望减轻环境的负担。目前,一种由土壤细菌合成的新型生物黑色素纤维,不仅对环境友好,还能赋予衣物独特的美感。

生物黑色素纤维的核心秘密就藏在土壤中——一种名为链霉菌的土壤细菌能够合成黑色素,这是一种广泛存在于动植物中的天然色素。

如何从土壤中获得具有高效合成黑色素能力的链霉菌菌株,并在特定的培养基上进行繁殖,是需要解决的关键问题。首先,研究人员会选出能高效合成黑色素的菌株,通过控制培养基的温湿度,提供充足的葡萄糖、蛋白胨和酵母等方式,促使链霉菌大量繁殖,黑色素的生物合成也随之进行。

接着,当菌株培养到一定阶段,链霉菌开始分泌黑色素。研究人员采用离心分离和溶剂萃取的方法,将黑色素从培养液中提取出来,再对黑色素进一步冷冻干燥和纯化后,得到高纯度的黑色素粉末。

最后,将纯化后的黑色素粉末均匀地洒到生物基聚合物(如纤维素或壳聚糖)中,形成高强度的生物黑色素纤维。这些纤维不仅具有良好的力学性能,还能保留黑色素天然的抗氧化和防紫外线等功能。

研究人员还可以通过调节生物黑色素纤维的直径、柔韧性和透气性,确保材质舒适耐用。通过调节黑色素的浓度调整纤维颜色的深浅,以适应不同风格的服饰设计,使面料的自然特性与服装结构完美结合,呈现“第二层皮肤”的视觉效果。

通过借鉴自然肌理,例如树叶的脉络结构、昆虫翅膀上的几何图案分布等,创造出具备有机流线型轮廓的服装款式。同时,为体现生物黑色素纤维的天然抗氧化特性,部分服饰设计了可变色面料,使其在不同光线下呈现微妙的色调变化。未来,随着3D打印技术的融入,有望做出轻盈透气、无缝拼接的服饰。这不仅能减少传统服装制造中材料的浪费,还能增强服饰的功能性,使其更加符合人体工学。

由生物黑色素纤维制成的服饰不仅是对材料的创新,更是一种全新的审美体验。其柔和的色调增强了整体视觉和谐感,拥有抗氧化和防紫外线的特性。更重要的是,它能在自然环境中分解,真正实现“从自然中来,到自然中去”的可持续发展理念。这样一件“会呼吸的衣服”,让我们对自身与自然的关系产生新的思考。设计的力量正悄然注入每一寸土壤,或许正孕育着下一场时尚变革……

本文图片及部分观点来源于论文Amplituhedron: A bio-melanin fibre synthesized from soil bacteria for the design of innovative sustainable garments。

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