魏道培
現(xiàn)代社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展靠消費(fèi)驅(qū)動(dòng)。在過(guò)去尋求刺激消費(fèi)過(guò)程中,企業(yè)往往著眼于如何提高生產(chǎn)力和加工的低廉成本,而忽略了對(duì)環(huán)境的影響。然而,近年來(lái),由于越來(lái)越多的非降解性廢料帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題,許多企業(yè)開(kāi)始著眼于生態(tài)友好型生產(chǎn)模式的研發(fā),使廢料實(shí)現(xiàn)生物化降解。
紡織纖維所帶來(lái)的困擾恰恰就是最令人頭疼的環(huán)境影響。為此,近年來(lái)世界先進(jìn)國(guó)家開(kāi)始加大對(duì)生物纖維的研究。其原因就在于,它是最具有代表性的發(fā)展方向,它已成為最具有生物降解功能的紡織纖維材料,其優(yōu)越性十分明顯。目前從自然中可獲得的纖維材料有兩種:一是可再生可翻新的生物降解且能循環(huán)利用的材料;二是非再生的有限材料,若過(guò)分使用它可能枯竭,因此不具有可持續(xù)性。
為尋求綠色技術(shù),西方各種研發(fā)部門(mén)都極盡全力,拓寬生物降解材料的范圍。生物材料具有生物高聚酯和更多的用途,可通過(guò)人工合成達(dá)到純天然降解的目的。如果這樣,那么受污染的環(huán)境就能降低嚴(yán)重性,污染程度很快獲得緩解。當(dāng)然,大自然并非所有的生物用材都可降解,而我們最需要做到的則是天然合成,降低化學(xué)合成帶來(lái)的效應(yīng)。由于取之于自然,生物材料往往具有生物效應(yīng)或生物降解功能,它利用生物或微生物進(jìn)行殺滅細(xì)菌,還可以很自然地實(shí)現(xiàn)最終目的,回歸自然實(shí)現(xiàn)降解。如果這樣,那么人類(lèi)就可以避免為廢料填埋騰出空間,我們的水生環(huán)境得到保護(hù)。然而問(wèn)題遠(yuǎn)沒(méi)有這么簡(jiǎn)單,大多數(shù)生物降解材料在制造過(guò)程中都或多或少摻入了合成化學(xué)。這只能讓部分廢料得以分解,其他則要通過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)目的。生物材料可完全降解的研究仍在進(jìn)行中。
近日美國(guó)紡織創(chuàng)新網(wǎng)披露一條消息,加州三位博士5年前創(chuàng)造一家名為Bolt Threads的公司,專(zhuān)門(mén)研發(fā)合成的蜘蛛絲。2015年6月,他們宣布其研發(fā)已進(jìn)入實(shí)質(zhì)階段,已在紡織廠里進(jìn)行試驗(yàn)。美國(guó)一家風(fēng)險(xiǎn)投資公司為其投資達(dá)4000萬(wàn)美元。為順應(yīng)紡織纖維的環(huán)保要求,該公司聘請(qǐng)了世界上最具有創(chuàng)新精神的專(zhuān)家。這些專(zhuān)家先后為耐克公司開(kāi)發(fā)出既有生態(tài)性的奢侈服裝品牌,又有美學(xué)意義的紡織材料。為什么今天他們致力于研發(fā)蜘蛛絲呢?道理很簡(jiǎn)單,蜘蛛絲纖維在國(guó)防、軍事(防彈衣)、建筑等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。天然蜘蛛絲主要來(lái)源于結(jié)網(wǎng),產(chǎn)量非常低,而且蜘蛛具有同類(lèi)相食的個(gè)性,無(wú)法像家蠶一樣高密度養(yǎng)殖。所以要從天然蜘蛛中取得蛛絲產(chǎn)量是很有限的。隨著現(xiàn)代生物工程發(fā)展,用基因工程手段人工合成蜘蛛絲蛋白是一種新突破。
眾所周知,蜘蛛能產(chǎn)6種不同類(lèi)型的蛋白絲,這6種絲在蜘蛛網(wǎng)上產(chǎn)生著不同的作用。其中一種擁有極高的強(qiáng)度,粘附性極強(qiáng),同時(shí)又十分柔軟,因此用途十分廣泛,它對(duì)紡織業(yè)的意義非同凡響,不僅如此,其可持續(xù)性不言而喻。
這三位博士就是通過(guò)改性的方式,將其中的C8化學(xué)成分改為C6,然后經(jīng)摻入水、糖和酵母菌,裝入一定的培養(yǎng)裝置,使其發(fā)酵。這個(gè)過(guò)程就像釀造啤酒。這個(gè)生態(tài)加工試驗(yàn)過(guò)程獲得了他們期望的效果,即經(jīng)另一種特殊加工,他們又獲得了一種類(lèi)似于市場(chǎng)上暢銷(xiāo) Ingeo品牌的長(zhǎng)絲產(chǎn)品。而這種品牌恰恰是用蜘蛛絲制造而成。
將一種新型的纖維應(yīng)用于商業(yè)是個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。結(jié)合水、白糖和酵母菌創(chuàng)造一種新型纖維并帶入市場(chǎng)更是令人深感吃驚。不久,他們創(chuàng)辦了一家名為Nau的公司,并將其稱(chēng)為“自然夢(mèng)工廠”,就這樣,這種類(lèi)似于蜘蛛絲的新型纖維創(chuàng)造出來(lái)。之后,他們又對(duì)其進(jìn)行了染色試驗(yàn),結(jié)果令人滿(mǎn)意。
盡管如此,研發(fā)并沒(méi)有人們想象的那樣順暢。他們先后遇到了預(yù)想不到的問(wèn)題??墒牵撗邪l(fā)團(tuán)隊(duì)自信心強(qiáng),克服了一個(gè)又一個(gè)的困難,專(zhuān)心致力于應(yīng)用于服裝的纖維材料開(kāi)發(fā)。遇到任何問(wèn)題,他們都絕不退縮。最終他們用這類(lèi)合成的蜘蛛絲創(chuàng)造出自己的品牌服裝,首次在加州推出后受到熱烈歡迎。
在試驗(yàn)過(guò)程中,他們還研發(fā)出多種蜘蛛絲材料的紡織品和款式服裝,而這一切主要著眼于技術(shù)和纖維的特性。這種人工合成的蜘蛛纖維彈性極強(qiáng),親水性很好,勝過(guò)一切防水纖維材料,卻不使用任何化學(xué)原材料。目前,這種蜘蛛絲纖維造價(jià)十分昂貴。他們不得不采取混紡的方式。他們確信,在不久的將來(lái),100%的合成蜘蛛絲纖維一定會(huì)問(wèn)世。
當(dāng)記者問(wèn)及這種新型纖維是否具備與原蜘蛛絲一樣的價(jià)值和耐久性時(shí),他們稱(chēng),與蠶絲一樣,蜘蛛絲具有一種天然的美感價(jià)值,它屬于天然蛋白纖維,而他們開(kāi)發(fā)的合成蜘蛛絲屬于天然的聚合物材料,它不僅具有原蜘蛛絲的優(yōu)點(diǎn),而且還可以用于3D打印。一旦這類(lèi)試驗(yàn)成功,它將帶給市場(chǎng)一種全新的體驗(yàn)。當(dāng)然,紡織創(chuàng)新是開(kāi)拓者永恒的話題。至于它會(huì)帶來(lái)什么結(jié)果尚無(wú)定論,但確定無(wú)疑,這種人造蜘蛛絲幾乎天衣無(wú)縫地與天然蜘蛛絲相吻合,因此它具有生物降解性,是一種全新的生物材料和新型的生物纖維。
(據(jù)美國(guó)紡織創(chuàng)新網(wǎng)http://www.innovationintextiles.com/making-spider-silk-without-the-spiders-interview-with-jamie-bainbridge-vice-president-of-product-development-at-bolt-threads/)endprint