Vědci testují inovativní metodu výroby tkanin z bakterií.
Vývoj využívá mikroorganismy k vytvoření odolných, přirozeně zbarvených materiálů. Proces probíhá následovně: bakterie získávají energii, rostou a produkují látku zvanou violacein. Tato látka dodává fialovou barvu materiálům, ve kterých mikroorganismy rostou. Vědci učinili důležitý krok v tomto směru: podařilo se jim přimět mikroorganismy, aby produkovaly vlákna a barvily je do všech barev duhy , a to vše v jednom kontejneru. Vědci z Jižní Koreje dokázali přimět bakterie, aby produkovaly textilní vlákna a barvily je přírodními pigmenty bez škodlivých chemikálií. V budoucnu doufají, že tuto metodu bude možné použít ve velkém měřítku při výrobě oděvů.
Bakterie současně generují jak vlákna tkaniny, tak i její přírodní barvu. To umožňuje vyhnout se použití vláken získaných z ropy a chemických barviv, která znečišťují vodu, vzduch a půdu. Průlom byl dosažen pod vedením San Yop Lee z Korejského pokrokového institutu vědy a technologie, který spolupracoval s kolegy z jiných institucí. Podle slov vědce „některé procesy generují velké množství skleníkových plynů, zhoršují kvalitu vody a znečišťují půdu“. Podle odborníka představují výroba a barvení samostatné fáze, které vyžadují velkou spotřebu energie a chemikálií.
Nová ekologická metoda vyvíjená v Jižní Koreji umožňuje vyrábět odolné a barevné tkaniny v rámci jednoho procesu. Podle studie je bakteriální celulóza, tj. vlákna produkovaná bakteriemi během fermentace, inovativním řešením. Může nahradit ropné polymery a snížit škodlivý dopad na životní prostředí, ale největším problémem bylo efektivní a ekologické spojení výroby a barvení. Cílem vědců bylo vytvořit metodu, při které by výroba tkaniny a barvení probíhaly současně bez použití průmyslových chemikálií.
Tímto způsobem získali barvené tkaniny s bakteriemi.
Modifikované bakterie produkují tkaniny a barviva různých barev a představují přírodní alternativu k chemickému textilnímu průmyslu. Tým použil dvě bakterie s různými úkoly. Na jedné straně Komagataeibacter xylinus produkuje celulózová vlákna používaná k výrobě tkaniny. Na druhé straně byla Escherichia coli modifikována pro výrobu dvou typů přírodních pigmentů: violaceinů , které umožňují získat barvy od zelené po fialovou, a karotenoidů, které umožňují získat odstíny červené, oranžové a žluté. Tímto způsobem se jim podařilo spojit výrobu tkanin s barvením v jedné technologii. Zpočátku experiment neuspěl.
Použití bakteriální celulózy umožňuje vyhnout se použití chemických barviv a materiálů ropného původu. „Zpočátku se všechno pokazilo. Buď byla produkce celulózy výrazně nižší, než se očekávalo, nebo se vůbec nebarvila,“ komentoval vedoucí výzkumu. Bakterie si navzájem překážely a jedna bránila rozvoji druhé. Aby tento problém vyřešili, vyvinuli dvě různé metody. Pro získání studených barev, jako je modrá, zelená a fialová, použili „odloženou společnou kultivaci“. Nejprve nechali celulózové bakterie vykonat svou práci a po několika hodinách přidali barvicí bakterie. To umožnilo každé z nich nerušený vývoj.
Pro teplé barvy, jako je červená, oranžová a žlutá, použili metodu „sekvenčního pěstování“. Testy kvality ukázaly, že tkaniny obarvené bakteriemi si zachovávají barvu i po praní, zahřátí a působení agresivních chemikálií. Nejprve vědci získali a vyčistili celulózu a poté tento materiál umístili do bakteriálních kultur, které generovaly pigmenty. Tímto způsobem si žádné mikroorganismy navzájem nebránily a bylo dosaženo požadovaného zabarvení. Tyto strategie vedly k získání listů bakteriální celulózy různých barev. V kombinaci tyto dvě strategie vytvořily pestrou paletu listů bakteriální celulózy ve fialové, tmavě modré, modré, zelené, žluté, oranžové a červené barvě.
Aby byla zajištěna kvalita tkaniny, byly podrobeny praní, zahřívání, bělení a působení kyselin a zásad. Většina barev si zachovala stálost a tkanina na bázi violaceinu dokonce překonala syntetické barvivo v testech praní. Vědecký pokrok stále naráží na potíže v oblasti hromadné výroby a snížení nákladů ve srovnání s tradičními tkaninami. Navzdory účinnosti této metody není podle autorů zatím připravena pro hromadnou výrobu oděvů. Výzkumný tým odhaduje, že může trvat nejméně pět let, než se dostane do prodeje.
Dr. Lee uvedl: „Naše práce hned teď nezmění celý textilní průmysl, ale alespoň jsme navrhli ekologicky bezpečný směr pro udržitelné barvení.“ Vyzval také k péči o planetu: „Naší povinností jako lidstva je zlepšit svět a dát našim dětem možnost žít šťastněji. Buďme šetrnější k životnímu prostředí a udělejme něco dobrého pro budoucí generace.“
