گزارشی از تحقیقات عمده طی سال های ۲۰۱۴ تا ۲۰۱۷
آیا می دانید بسیاری از رنگ های مورد استفاده در صنعت نساجی از مواد پتروشیمی حاصل می شوند ؟ فرمول پیچیده رنگزاها صرف نظر از مواد افزودنی چون نمک ها ، ضد کف و فیکساتیوها حاوی مواد سمی مثل سرب ، بنزن، فرمالدئید است . استفاده گسترده از رنگ های مصنوعی تنها برای سلامت انسان مضر نیست بلکه باعث آلودگی منابع زیر زمینی ، آب و خاک نیز می شود.
شاید در مورد جنس پارچه ، الیاف به کار رفته در آن ، از نظر پایداری و زیست سازگار بودن آن حساس باشیم اما مواد رنگزای بکار رفته در الیاف بمراتب کمتر دیده و جدی گرفته می شوند.
مقاله ایی با عنوان رنگرزی برای تغییر ، به این موضوع می پردازد که چگونه تنها ۸۰% از رنگ استفاده شده توسط ۲۰۰گرم پارچه جهت تیشرت جذب می شود و ۲۰% آن بعنوان پساب توسط آب تخلیه میگردد. خبر بد اینجاست که این آب به ندرت می تواند از نمک های مضر تصفیه گردد و وارد آب آشامیدنی می شود. در واقع آب حاصل از رنگرزی بنوعی وارد چرخه آب آشامیدنی و مصرفی ما می شود.
برای اینکه دیدگاه بهتری پیدا کنیم مقاله با عنوان Dyeing for a change در زیر ارائه شده است.
دانلود مقاله
راه حلی برای مشکل : Bio-Textile Pigments
رنگدانه های طبیعی مبتنی بر حیوانات و گیاهان مانند رنگزای نیل تا همین اواخر تنها جایگزین مواد رنگزای شیمیایی محسوب می شدند.
با این حال محدودیت های بسیاری جهت استفاده از این رنگدانه های طبیعی در مقیاس صنعتی وجود دارد که شامل زمان مورد نیاز برای کاشت محصولات زراعی ، کمبود فضای کشت و فرآیند استخراج طاقت فرسای آن می شود. سپس مساله قوام آمدن رنگ است که در رنگ طبیعی تکرار این مساله بسیار دشوار است و این موضوع باعث می شود که تولید کنندگان در مقیاس بزرگ به یک کیفیت یکدست و مناسب دست نیابند.اما ما خوش شانسیم : چرا که گروهی از جوانان دانشمند و کارآفرین به یک راه حل ،در بیوتکنولوژی دست یافته اند.
Pili زاییده افکار توماس لاندرین است که بعنوان جایگزین جالب و سازگار محیط زیست برای رنگ های شیمیایی راه اندازی و ایجاد شده است.این تیم تشکیل شده از هفت دانشمند جوان است که توانسته اند از محلول های زیستی رنگدانه تولید کنند.
این بیو محلول ها از میکرو ارگانیسم هایی مثل انواع خاصی از باکتری ها که برای تولید رنگ های مختلف در شرایط آزمایشگاهی مناسبند تشکیل شده است.Pili کشف کرده است که رنگ رنگزای بدست آمده از میکروب می تواند با تغییر شرایط محیطی مانند PH ، دما و خوراک متفاوت باشد.
پس از استخراج جوهر زیستی به رنگ آبی غیر سمی در اولین قدم ، این تیم قادر به استفاده موفقیتآمیز از این جوهر در پرینتر جوهر افشان شد. این نتیجه امیدوار کننده شرکتPili را برای انجام تحقیقات گسترده جهت برنامه های کاربردی در صنایع دیگر از جمله رنگ ، لوازم آرایشی و منسوجات تشویق کرده است. اگرچه این پروژه در مراحل اولیه است اما انتظار می رود رنگ های زنده تجدید پذیر تولید شده از طبیعت یک جایگزین مناسب برای عملی برای رنگزاهای مصنوعی باشند.
میکرو جلبک ها
یکی دیگر از رنگدانه های نوآورانه تولید شده توسط بور و بیبر است. آنها رنگدانه ها را از جلبک های موجود در استخر بدست آوردند که مراحل آن شامل رشد جلبک در رگه های شیشه ایی، دمیدن دی اکسید کربن لازم برا عمل فتوسنتز و سپس استخراج رنگدانه و ساخت خمیر چاپ است.این رنگ بدست آمده فقط منحصر به رنگ سبز نیست بلکه جلبک های مختلف می توانند رنگ های مختلفی از جمله قرمز ، زرد، قهوه ایی نمایند.
دانشگاه برکلی کالیفرنیا
در همین رابطه برخی دانشمندان از دانشگاه برکلی کالیفرنیا ، توانسته اند از میکروب Escherichia coli توسط مهندسی زیستی به نیلی پایدارتر برای شلوار جین دست یابند.
نیل یکی از قدیمی ترین رنگ های استفاده شده برای رنگ آمیزی پارچه است که برای هزاران سال آن را از گیاهان گرمسیری در شرق میانه ، آسیا و آمریکا بدست می آورند. پوشاک نیلی کشف شده در حفاری تیبس (شهری در مصر) قدمت آن را به ۲۵۰۰ قبل از میلاد می رساند. امروزه صنعت جین ۴۰ هزار تن رنگ نیل شیمیایی مصرف میکند که پساب فرآیند تولید آن علاوه بر سمی بودن برای زیستگاه ها و آبزیان حتی باعث خوردگی لوله ها نیز می شود.
دانشمندان دانشگاه برکلی در پژوهش های خود بروی گیاه نیل دریافته اند زمانیکه گیاه سالم است ماده متشکله شیمیایی ایندیگو بنام ایندیکان در یک مولکول قند زندانی است و از بقیه سلول ها توسط یک اندامک جدا شده است.تنها زمانی که برگ ها آسیب می بینند ایندیکان از محفظه منتشر می شود. در آزمایشگاه ،دیوبر دریافته است آنزیمهای گیاهی برای اضافه کردن به محفظه قند ضروری است.آنها برنامه ریزی برای وارد کردن ژن به باکتری انجام داده اند علاوه بر این از یک ژن دوم جهت تلنگری به باکتری برای قادر ساختن آن به تولید ایندیکان انجام داده اند.صدها گالن از باکتری بدون ضرر در حال رشد در بشکه های تخمیر برای تولید ایندیکان در کنار مولکولهای شکر وجود دارند. پس از آن در خارج از سلول یک آنزیم دوم می تواند قفس محافظ گلوکز را جدا کرده و باعث تحریک و انتقال شیمیایی نهایی منتج به نیل شود. نتیجه : شلوار جین زیست سازگار است.
دانشگاه یوتا
تولید « سبز » رنگزای آبی از باکتری ایکولی
در این رابطه جایگزینی توسط دانشمندان دانشگاه یوتا کشف شده است ؛ و آن اینکه باکتری E. coli میتواند یک رنگ آبی عمیق شناخته شده مانند indigoidine تولید کند.این تحقیقات به سرپرستی دکتر Jixun Zhan انجام شده است که در پی آن دریافتند باکتری هایی وجود دارند که در مقادیر کم می توانند بطور طبیعی رنگدانه آبی تولید کنند.
آغاز این مطالعات توسط دکتر ژان به دستکاری ژنتیکی در باکتری E. coli منجر شده است تا بتوان مقادیر بیشتری از رنگدانه آبی را توسط این باکتری تولید کرد.
وی در ادامه می گوید : در حالت اصلی تنها یک ژن بیوسنتز که منجر به سنتز رنگدانه می شود وجود دارد. اما در E. coli ما میتوانیم نسخه های متعددی از این ژن را برای تولید رنگدانه آبی تکثیر و القا کنیم.
بنابراین indigoidine بعد از اینکه توسط باکتری ها تولید شود و میتواند بعنوان رنگ های سالم در محصولات غذایی مثل نوشابه و لوازم آرایشی استفاده شود.
این اختراع به نام دانشمندان دانشگاه یوتا ثبت شده است اما در عین حال دانشمندان روسی نیز در ادامه در حال توسعه رنگزا های مصنوعی در قالب جوهر های غیری سمی هستند تا با تغییرات نانوساختاری بتوانند رنگ های مختلفی از آن بدست آورند.
آنچه از تحقیقات انجام شده مسلم است جایگزینی مواد زیست سازگار بجای مواد سمی و شیمیایی است و نتیجه تحقیقات نشان می دهد پژوهشگران گام های بزرگی را در این راه برداشته اند.
