環保新趨勢 生物紡織進化論

2020/12/18

文=黃晟睿

非營利組織永續角度(Sustainable Angle)創始人兼總監Nina Marenzi主張從材料著手,實現永續發展。如果時尚供應鏈可以改變,我們就能開始解決這個問題。
近年來,越來越多設計師嘗試利用生物科技改變紡織工業,打破對石油高度依賴的化學纖維產業生態,降低紡織工業對環境的汙染衝擊,同時也不會有傳統植物纖維與食用作物爭地、動物養殖取毛時不仁道的疑慮。
尤其微生物生長的速度非常迅速,不像植物生長需要數月的時間,現在科學家更發現,可以用細菌來產生乙烯與尼龍,還可利用細菌吃掉PET與PU塑料。面對遭受人類摧殘的地球環境,也許大自然依舊給了我們最好的解答。


乙烯製程新革命:不用石油,用細菌

根據世界能源會(WEC)的估計,世界的石油將於40-50年內用盡,天然氣60-70年,C2H4乙烯(ethylene)在化學工業中是非常重要的角色,主要是由石油以及天然氣提煉,是合成纖維、橡膠、塑料(聚乙烯及聚氯乙烯)、乙醇(酒精)等基本化工原料,也可以用於製造氯乙烯、苯乙烯、環氧乙烷、醋酸、乙醛、乙醇和炸藥等,並且可用作為水果和蔬菜的催熟劑,也是一種屬於植物的生長激素,適量的乙烯對植物的生長和健康非常重要,但是在目前,乙烯都是從石油或天然氣產生。
在美國俄亥俄州哥倫布市,科學家們已經發現了一種全新製造乙烯的方式,不需要使用石油以及天然氣這種不可再生的傳統能源提煉,而是使用紅螺螺旋藻細菌產生的副產物來產生化學物質乙烯。
這項研究由俄亥俄州立大學、科羅拉多州立大學、橡樹嶺國家實驗室和太平洋西北國家實驗室聯合進行,並在2020年8月發表在《科學》雜誌上。細菌產生的乙烯氣體是細菌代謝硫時的所產生的副產物,這一發現將有希望代替當前利用化石燃料生產乙烯的高耗能方法。
紅螺螺旋藻是一種固氮酶,俄亥俄州立大學微生物學研究科學Justin North在無意間發現了,這種細菌會產生乙烯。此細菌是種厭氧菌,當暴露於無氧環境時,細菌會將硫大量轉化為乙烯。
Justin North表示:“我們可能已經打破了生產乙烯需要依賴石化原料的主要技術壁壘,雖然要這些細菌株能大量生產工業用乙烯氣體,仍有許多開發工作要做。但我們已經打開研究的大門。”
團隊負責人俄亥俄州立大學微生物學Robert Tabita教授進一步指出,“氧氣和乙烯具有爆炸性,這是製造業使用時最大的障礙,但是我們發現生產乙烯的細菌系統是在沒有氧氣的情況下起作用,這給了我們很大的技術優勢。”
這個美妙的意外發現是發生在俄亥俄州立大學Tabita的實驗室中,當時研究人員North正在研究紅螺螺旋藻細菌。他們注意到細菌正在從甲硫基乙醇(methylthio ethanol)中獲取生長所需的硫,並且產生了氣體,研究人員在這個氣體中發現乙烯,而這項意外的發現可能對石化工業帶來革命。

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