Pokud máte ve svém šatníku nějaké džíny, s velkou pravděpodobností jsou modré barvy. Původní pracovní kalhoty, které vynalezli Jacob Davis a Levi Strauss v roce 1873, se barvily indigem, tedy modrým barvivem získaným ze stejnojmenné rostliny.
S rostoucí spotřebou se však v roce 1882 indigo syntetizovalo, což přineslo i nutnost používat velké množství ropy a toxických látek, jako je například formaldehyd a kyanid. Indigo totiž není rozpustné ve vodě. Aby tomu tak bylo, je třeba přidat chemikálie.
Americká firma Tinctorium je přesvědčena, že dokáže přírodní barvivo nahradit. Řešením jsou podle ní geneticky inženýrské bakterie, které zrcadlí způsob, jakým japonská indigová rostlina vytváří a udržuje svou barvu.
„Bakterie jsou silnými multiplikátory. Když je dáme do správných podmínek, můžeme tyto organismy pěstovat tak, aby vytvářely barvivový produkt mnohem více škálovatelným a udržitelnějším způsobem, který není závislý na ropě,“ sdělila BBC spoluzakladatelka a generální ředitelka společnosti Michelle Zhuová.
Společnost již vyrábí přízi a v příštích dvou letech se bude snažit vyrábět i džíny v procesu, o kterém Zhuová říká, že bude konkurovat existujícím metodám z hlediska nákladů i ceny.
Rostoucí odvětví
Tinctorium není jedinou společností, která se snaží nahradit tvrdé chemikálie bioorganickými organismy. Například francouzská firma Pili tvrdí, že její mikrobiální fermentační proces může ušetřit až 100 tun ropy a 10 tun toxických chemikálií na tunu produktu.
„Namísto ropy používáme pro tento proces obnovitelný uhlík, jako je ten ze zemědělského odpadu, který je místo zhoubných chemikálií transformován mikroorganismy,“ říká kreativní ředitelka společnosti Marie-Sarah Adenisová. „Při procesu se využívá přibližně pětkrát méně vody a desetkrát méně energie, protože mikrobi pracují při pokojové teplotě, dodává.
Zatímco Pili nepředpokládá, že by zahájila komerční výrobu před rokem 2021, společnost Colorifix se sídlem ve Velké Británii již spolupracuje s výrobci textilu, jako je švýcarský Forster Rohner, indický Arving nebo módní obr H&M. Napsala o tom agentura Reuters.
Colorifix založili v roce 2016 James Ajioka, Orr Yarkony a David Nugent. Inspirovala je návštěva indického Káthmándú, které navštívili kvůli projektu na vývoj biosenzoru pro detekci arsenu v pitné vodě. „Když jsme projížděli městem, řeky byly prostě toxické. Skutečný problém v Káthmándú spočívá v tom, že všechny textilní společnosti vypouštějí svůj odpad přímo do řeky a mnohé z těchto chemikálií vznikají právě při barvení textilu,“ vysvětlil Ajioka.
Zatímco Tinctorium kooptuje rostlinné geny tak, aby mikrobi vytvářeli barvu, Colorifix zachází ještě dál. „Co můžeme udělat, je vzít si papouška, oškrábat mu pár buněk z ocasu a pak hledat v DNA sdělení ´vytvoř červenou´,“ vysvětluje Yarkoni.
„I když všechny živé organismy používají DNA, každý z nich používá jiný dialekt, takže jsme vložili sdělení do dialektu mikroorganismů a můžeme začít vyrábět pigment stejným způsobem jako papoušek. Děláme to fermentací - stejný proces, jaký používáte při výrobě alkoholu. Místo výroby alkoholu ale vyrábíme pigment,“ vysvětil Yarkoni.
Jednou z výhod fermentace je, že základní jednotkou je cukr, který je snadno dostupný a nevyžaduje žádnou větší infrastrukturu pro výrobu nebo rafinaci. A jak poznamenává Ajioka: „Víme, že při fermentaci se s rostoucí výrobou snižují náklady, jinak by pivo nebylo tak dostupné, jak je.“
Dalším velkým přínosem tohoto procesu je to, že na rozdíl od většiny technologií barvení tento proces funguje na široké škále materiálů.
„Například polyester a bavlna potřebují k obarvení různé typy barviv a obecně i různé typy strojů. Většina dnešního oblečení je vlastně polykoton (umělá bavlna), a pokud jej netkáte předem barvenou nití, musíte jej barvit dvakrát,“ vysvětlil Orr.
Bohaté využití
Výše uvedené způsoby se dají využít i mimo textilní průmysl. Bakterie se již dokonce používají při výrobě barviv na vlasy, i když je tento proces zatím ve svých nejranějších fázích. Studenti univerzity v Manchesteru nedávno získali zlatou medaili v soutěži International Genetically Engineered Machine (iGEM) za vyvinutí metody genetického inženýrství, která dokáže přimět bakterii E.coli vylučovat bílkovinu, která může obarvit, opravit a narovnat vlasy.
Univerzita v Cambridge ve spolupráci s nizozemskou biotechnologickou společností Hoekmine zase mutuje bakterie, aby poskytly strukturální barvu, tedy barvu vytvořenou geometrií povrchu a ne pigmentem. Je to trik, který v přírodě používají pávi a motýli Morpho.
Vědci mění rozměry bakterií nebo jejich schopnost pohybovat se, měnit vlnové délky světla, které odrážejí, a tím i jejich barvu. Silvia Vignoliniová z fakulty chemie na Cambridge říká, že díky této technice by mohl vzniknout pigment, který lze získat snadno ve velkém objemu a který by na požádání mohl změnit barvu.
„Budoucnost se otevírá pro biologicky rozložitelné barvy na našich autech i stěnách,“ předpovídá Vignoliniová.
