前沿

李青　朱崇恺

环保时装新世界

天然染料染成的毛線

你最喜欢什么颜色？喜庆红、经典黑、还是尊贵黄。你是否留意过周围朋友穿衣的颜色？如果没有了这些色彩，我们的生活会变得很乏味。

你知道全世界每年要制造多少件衣服吗？1000亿件。

做一条牛仔裤需要消耗7000升水。为了给这些布料染上各种漂亮的颜色，每年要消耗大约5万亿升水，有3500种化学成分被排入江河湖海。时装业成为继石油、农业之外的第三大污染源，染色排出的污水占到全球工业污水的20%，严重损害着包括人类在内的所有生物赖以生存的水资源。在中国，70%的江、湖已被这样的废水所污染。

人类自进入农业社会、形成了定居的生活方式之后，便开始从大自然的色彩王国里获得灵感，学习使用颜色来装点自己的生活。比如，在埃及古墓里就发现了彩色的织物;在古洞穴里发现了用从赭石提取出来的黑、白、黄、红等颜色创作的壁画。起初，人类使用蔬菜、树木、亚麻、昆虫等动植物身上提取的天然染料给织物上色。后来，由于工业革命提高了纺织业的效率，天然染料已远远不能满足工业化生产的需求。于此同时，人类对煤炭和焦油的研究有了突破，于是就出现了便宜易用的石化合成染料。直到现在，合成染色工艺仍然被广泛用于制衣和染色行业。而我们为此付出了看不见的昂贵代价。

我们如何减少时装业带来的危害呢？一是适度消费，二是如果需要，可以买样式经典、耐穿耐用的，或者二手服装。此外，我们还必须找到能取代石化染料的环保材料。庆幸的是，近些年有不少科学家回归自然，开始进行生物染色技术的变革。他们从自然界提取天然色素，把制造色素的说明信息进行基因编码，再转移到经过生物工程改造过的微生物上，通过这些携带色素基因的微生物培养出所需要的各种颜料，并把颜色附着到布料上。利用生物染色技术，能避免使用有毒化学物质，减少水和能源的消耗。虽然这种技术目前还处于起步阶段，但一旦成熟，将会带给我们一个环保的时装新世界。

数据有了“DNA”

生物体内以DNA的形式包含了自己的“组装说明”，但非生物就没有这么“方便”了。例如，当你想3D打印某个物体时，需要有相应的数据和指令。若你几年后想再次打印同一物体，仍然需要先找到原始的数据，因为物体本身不能存储这些信息。

苏黎世联邦理工学院化学系教授罗伯特·格拉斯（RObert Grass）与以色列计算机科学家亚尼夫-埃利希（Yaniv Erlich）合作，找到了几乎可以在任何物体中存储大量信息的方法。“通过这种方法，我们可以将任何数据以DNA的形式置入微型玻璃珠中，然后将玻璃珠嵌在物体内，这样在几十年甚至几个世纪后，都可以直接从物体自身读取这些信息”，格拉斯解释说。这种方法理论上可以在1克DNA中存储215000TB的数据。

和生物体一样，这种新技术可以将信息一代一代地传递下去——科学家们在实验中从样品兔子模型中取出“DNA”，检索其打印说明，然后以此打印全新的兔子。他们将此过程重复了5次，创造出原始兔子模型的“曾曾曾孙”。

科学家们还尝试了用该技术将1份文件（1.4兆字节）存储在玻璃珠内，然后将其嵌入普通眼镜的镜片中。埃利希说：“从理论上讲，一副这样的眼镜可以轻松通过安检，将信息从一个地方传送到另一个地方。”玻璃珠还可以被隐藏在任何不经过高温过程的塑料物体中，包括环氧化物、聚酯、聚氨酯和硅树脂等。

包含了自身打印信息的3D打印兔子

来自食物的可再生黏合剂

“人们每天接触的消费品几乎都使用了黏合剂。而几乎所有这些电子产品和其他消费品所用的胶合物都是从石油中提炼出的，不易降解，并有一定毒性。为了给后代留下一个更好的星球，创造新的黏合剂就是途径之一。”美国普渡大学理学院实习副教授古德伦·施密特（Gudrun Schmidt）说。他所在的研究团队希望找到与贝类黏附在岩石上所用的有机黏合材料相近的物质。科学家们选择用坚果、水果和植物等食物中的提取物来合成想要的化合物。

施密特说：“我们已经开发出了无毒且可降解的高性能、可调节的黏合剂。例如，玉米醇溶蛋白和单宁酸的某些组合可以发生反应，生成高性能的胶黏剂，该胶黏剂可以用于家具和其他家用物品的黏合，而不会像其他黏合剂一样含有甲醛。如果未来我们能够普及这种从生物或食品材料中提取制作的黏合剂，将对人体健康产生很大的好处。”此外，这类胶粘剂还可用于包装纸箱、化妆品和胶合板等建筑材料。

从食物中可以提取与贝壳分泌物成分接近的黏合剂