محققان در کالج امپریال لندن با مهندسی ژنتیک باکتری هایی را برای رشد چرم بدون حیوانات و پلاستیک که خود را رنگ می کنند، ساخته اند.
در سال‌های اخیر، دانشمندان و شرکت‌ها شروع به استفاده از میکروب‌ها برای رشد منسوجات پایدار یا ساخت رنگ‌های صنعتی کرده‌اند اما این اولین باری است که باکتری‌ها برای تولید یک ماده و رنگدانه‌های خود به طور همزمان مهندسی می‌شوند.
رنگرزی شیمیایی مصنوعی یکی از سمی ترین فرآیندهای محیطی در مد است و رنگ های سیاه به ویژه آنهایی که در رنگ آمیزی چرم استفاده می شوند مضر هستند. محققان امپریال تصمیم گرفتند از زیست شیمی برای حل این مشکل استفاده کنند.
برای مقابله با این مشکل، محققان می‌گویند که چرم وگان و بدون پلاستیک خود رنگ‌آمیز آنها که به نمونه‌های اولیه کفش و کیف پول تبدیل شده است، گامی رو به جلو در تلاش برای مد پایدارتر است.
، همچنین می‌تواند از نظر تئوری با رشد باکتری‌ها موادی با رنگ‌ها و الگوهای پر جنب و جوش سازگار شود و جایگزین‌های پایدارتری برای سایر منسوجات مانند پنبه و ترمه باشد.
پروفسور تام الیس، نویسنده اصلی، از گروه مهندسی زیستی امپریال کالج لندن، گفت: «اختراع روشی جدید و سریع‌تر برای تولید جایگزین‌های چرم پایدار و خود رنگ‌شده، یک دستاورد بزرگ برای زیست‌شناسی مصنوعی و مد پایدار است.
سلولز باکتریایی ذاتاً گیاهی است و رشد آن به بخش کوچکی از انتشار کربن، آب، استفاده از زمین و زمان گاوهای پرورشی برای چرم نیاز دارد.
برخلاف جایگزین‌های چرم مبتنی بر پلاستیک، سلولز باکتریایی را می‌توان بدون مواد پتروشیمی نیز ساخت و به طور ایمن و غیرسمی در محیط زیست تخریب می‌شود.
محققان جایگزین چرم خود رنگ‌شونده را با اصلاح ژن‌های گونه‌ای از باکتری‌ها ایجاد کردند که ورقه‌های سلولز میکروبی تولید می‌کند ماده‌ای قوی، انعطاف‌پذیر و چکش‌خوار که قبلاً به وفور در مواد غذایی، لوازم آرایشی و منسوجات استفاده می‌شد. تغییرات ژنتیکی به همان میکروب هایی که این ماده را رشد می دادند دستور داد تا رنگدانه سیاه تیره، یوملانین را نیز تولید کنند.
آنها با طراحان همکاری کردند تا با رشد یک ورقه سلولز باکتریایی در ظرفی سفارشی و به شکل کفش، قسمت بالایی کفش (بدون کفی) را رشد دهند. پس از 14 روز رشد که در آن سلولز شکل درستی به خود گرفت، کفش را در معرض دو روز تکان دادن ملایم در دمای 30 درجه سانتیگراد قرار دادند تا تولید رنگدانه سیاه از باکتری ها فعال شود تا مواد از داخل رنگ شود.
آنها همچنین با رشد دو ورقه سلولزی جداگانه، برش دادن آنها به اندازه و دوختن آنها به یکدیگر، یک کیف پول سیاه درست کردند.
علاوه بر نمونه‌های اولیه، محققان نشان دادند که باکتری‌ها را می‌توان با استفاده از ژن‌های سایر میکروب‌ها برای تولید رنگ در پاسخ به نور آبی مهندسی کرد. با پرتاب کردن یک الگو یا آرم روی صفحات با استفاده از نور آبی، باکتری‌ها با تولید پروتئین‌های رنگی پاسخ می‌دهند که باعث درخشش آنها می شود.این به آنها اجازه می‌دهد تا با رشد مواد، الگوها و آرم‌ها را بر روی کشت‌های باکتریایی نشان دهند و در نتیجه الگوها و آرم‌ها را از درون مواد شکل می دهند.
دکتر کنت واکر، یکی از نویسندگان، که این کار را در بخش مهندسی زیستی امپریال کالج لندن انجام داد و اکنون در صنعت کار می کند، گفت: “تکنیک ما در مقیاس های کافی برای ایجاد محصولات واقعی، همانطور که در نمونه های اولیه ما نشان داده شده است، کار می کند. می‌توانیم زیبایی‌شناسی و همچنین اشکال، الگوها، منسوجات و رنگ‌های جایگزین را در نظر بگیریم.
“این کار همچنین تاثیری را که می‌تواند هنگام همکاری دانشمندان و طراحان اتفاق بیفتد را نشان می‌دهد. به عنوان کاربران فعلی و آینده منسوجات جدید رشد یافته توسط باکتری‌ها، طراحان نقش کلیدی در حمایت از مواد جدید هیجان‌انگیز و ارائه بازخورد کارشناسان برای بهبود فرم، عملکرد و تغییر به مد پایدار.”
تیم تحقیقاتی اکنون در حال آزمایش انواع رنگدانه های رنگی برای استفاده از رنگدانه هایی هستند که می توانند توسط میکروب های در حال رشد مواد نیز تولید شوند.
محققان و همکاران همچنین به تازگی 2 میلیون پوند بودجه از شورای تحقیقات بیوتکنولوژی و علوم زیستی (BBSRC)، بخشی از تحقیقات و نوآوری بریتانیا (UKRI) به دست آورده اند تا از زیست شناسی مهندسی و سلولز باکتریایی برای حل بیشتر مشکلات مد استفاده کنند. استفاده از کروم سمی در خطوط تولید چرم
پروفسور الیس گفت: «میکروب‌ها در حال حاضر مستقیماً به بسیاری از مشکلات چرم حیوانی و پلاستیکی رسیدگی می‌کنند، و ما قصد داریم آنها را آماده کنیم تا به رنگ‌ها، مواد و شاید الگوهای جدید گسترش یابند.
ما مشتاقانه منتظر همکاری با صنعت مد هستیم تا لباس هایی را که می پوشیم در کل خط تولید سبزتر کنیم.”
.Materials provided by Imperial College London. Original written by Caroline Brogan. Note: Content may be edited for style and length
