本报讯 未来,人们可能会穿上用微生物制作的衣服。研究显示,细菌能在同一容器内完成织物制造与全色谱染色,为当前严重依赖化学制剂的纺织业提供可持续替代方案。相关研究11月13日发表于《生物技术趋势》。
“现行产业依赖石油基合成纤维及含致癌物、重金属和内分泌干扰物的化学染料。这些生产过程不仅产生大量温室气体,还污染水质和土壤,因此我们急需寻找更优解决方案。”论文通讯作者、韩国科学技术院生物化学工程师San Yup Lee说。
微生物在发酵过程中分泌的纤维网络,即细菌纤维素,已成为涤纶、尼龙等石油基纤维的潜在替代品。
Lee团队在此基础上更进一步,通过共同培养纺丝细菌与产色微生物,研制出带有鲜活天然色素的纤维。这些微生物色素源自两大家族:涵盖绿色至紫色的紫色杆菌素,以及包含红色到黄色的类胡萝卜素。
“最初实验完全失败了。”Lee回忆道,“要么纤维素产量远低于预期,要么根本无法着色。”研究团队发现,产纤维素的木葡糖酸醋杆菌与产色素的埃希氏大肠杆菌在培养过程中会相互抑制。
于是,通过调整培养方案,研究人员成功调解了微生物间的“矛盾”。针对冷色调的紫色杆菌素,他们开发出延迟共培养法——待纤维素菌开始生长后再引入产色菌,使两者互不干扰。对于暖色调的类胡萝卜素,团队则采用顺序培养法——先提取纯化纤维素,再浸入产色素培养液。这两种策略共同作用,最终培育出紫、藏青、蓝、绿、黄、橙、红等色彩缤纷的细菌纤维素薄片。
为验证这些色彩能否经受日常使用的考验,研究团队对材料进行了洗涤、漂白、加热及酸碱浸泡测试。结果显示,大多数颜色保持稳定,其中基于紫色杆菌素的织物在耐洗测试中甚至超越了合成染料的表现。Lee预估,这类细菌基织物至少还需5年才能上市。(冯维维)
相关论文信息:
http://doi.org/10.1016/j.tibtech.2025.09.019
《中国科学报》 (2025-11-17 第2版 国际)