افزایش مصرف انرژی و آب و آلوده‌تر شدن محیط‌زیست، نتیجه‌ی افزایش مصرف‌گرایی و علاقه بیشتر مردم به صنعت مد و لباس است که صنایع نساجی و پوشاک را وارد بحران جدی‌ای کرده است. اینجاست که زیست‌شناسی قدرتش را نشان می‌دهد!.

 

انقلاب زیست‌شناسی در صنعت مد و لباس

 

متن   صنعت مد دومین صنعت مضر برای کره زمین است که اکولوژیست‌ها، کارخانجات و شرکت‌های نساجی را به فکر برای بهبود اوضاع انداخته است. تولید گازهای گلخانه‌ای، رشد مصرف سوخت‌های فسیلی برای استفاده از الیاف مصنوعی مثل پلی‌استر، آلودگی آب‌های سطحی و زیرزمینی با افزایش مصرف مواد سم‌زدا (حشره‌کش)، افزایش زائدات صنعتی، بازیافت طولانی‌مدت برخی از الیاف مصنوعی و افزایش بیش از اندازه از منابع آبی، برخی از آثار مخرب صنعت نساجی می‌باشند. علاوه‌بر این‌ها اگر از مواد طبیعی مثل تولیدات پنبه و پشم استفاده شود نیز مشکلاتی همچون زیاد شدن گازهای گلخانه‌ای و کمبود آب خواهد داشت.

پس راه‌حل پایدار و جدید چیست؟ دانشمندان از علم زیست‌شناسی برای پوشاک با عملکرد بهتر، تولید مواد سازگار با محیط‌زیست، کارآمدتر کردن عملیات‌ها در کارخانجات نساجی و صرفه‌جویی در زمان و انرژی استفاده می‌کنند. در ادامه به برخی از کاربردهای زیست‌شناسی در تولید پوشاک اشاره می‌کنیم:

 

۱- رشد ابریشم عنکبوت با باکتری

 

ابریشم عنکبوت یک ماده قوی، انعطاف‌پذیر و سبک است و برای تولید پوشاک مقاوم کاربرد دارد، اما به‌دلیل دشوار بودن پرورش آن‌ها نسبت به کرم ابریشم امکان پرورش عنکبوت در مقیاس صنعتی وجود ندارد. بنابراین محققان از باکتری‌های دستکاری‌شده ژنتیکی(مهندسی‌ژنتیک) برای حل این مشکل استفاده می‌کنند و به‌جای پرورش عنکبوت فناوری تولید کردند که از ژن‌ها و باکتری‌هایی استفاده می‌کند که ساختار پروتئینی ابریشم عنکبوت را تشکیل می‌دهند. در داخل بیوراکتورهای تخمیر، باکتری ها پروتئین ابریشم عنکبوت تولید می‌کنند که سپس به الیاف تبدیل شده و ماده‌ای کاملاً جدید زیست تخریب‌پذیر با خواص منحصر به فرد ایجاد می‌کنند.

همان‌طور که مشاهده کردید مهندسی‌ژنتیک قابلیت تغییر دادن همه چیز را دارد! برای مثال آیا فکر می‌کردید روزی از آن برای تولید لباس استفاده شود؟ دیدید که شد و همچنان هم ادامه خواهد داشت. اما اگر شما هم می‌خواهید اصول و تکنیک‌های مهندسی‌ژنتیک را یاد بگیرید و از فرصت‌های نابی که در این حوزه وجود دارد عقب نمانید; تیم بیولوژیسم دوره جامع مهندسی‌ژنتیک را برای شما علاقه‌مندان آماده کرده است.

 

 

۲- ساخت چرم از گیاهان و میوه‌ها

 

صنعت چرم با توجه به ایجاد آلودگی‌های محیطی و کشتار بخش زیادی از حیوانات با ایجاد نوآوری‌هایی در حال تغییر است و برخی شرکت‌ها امروزه از مواد گیاهی به عنوان جایگزینی برای چرم حیوانی استفاده می‌کنند.

کاکتوس‌ها، برگ‌های آناناس، برگ درخت توت، تفاله انگور، قارچ‌ها، ضایعات سیب از موادی هستند که در صنعت چرم استفاده می‌شوند.

چرم آناناس یا پیناتکس (Pinatex) توسط شرکتAnanas anam  از فیبر برگ آناناس ساخته شده که پایداری و ماندگاری زیادی دارد و دارای بافتی نرم و انعطاف‌پذیر است و همچنین جریان هوا را از خودش عبور می‌دهد. این شرکت برگ‌هایی را جمع‌آوری می‌کند که در غیر این صورت پوسیده می‌شدند و در نتیجه این محصول جانبی کشاورزی را به یک محصول جدید با ارزش تبدیل می‌کنند، الیاف سلولزی در آفتاب خشک می‌شوند، خالص می‌شوند و سپس به صورت شبکه‌ای در می‌آیند که با رزین گیاهی تکمیل می‌شود. یکی از بهترین مزایای تولید چرم از آناناس این است که در کل فرآیند تقریباً هیچ زباله‌ای ایجاد نمی‌کند.

آدریان لوپز و مارته کازارز نیز در زیر بدنه خاردار یک کاکتوس، جایگزین جدیدی برای چرم حیوانات پیدا کرده‌اند و چرم دسرتو را تولید کردند که متقاضی بالایی را در بین صنعتگران چرم دارد. به‌طوری‌که فروشندگان برتر کالاهای چرمی مانند Karl Lagerfeld، Fossil و Everlane شروع به فروش محصولات ساخته شده با چرم بر پایه کاکتوس کرده‌اند. حتی مرسدس‌بنز نیز محصول چرم این شرکت برای اتومبیل را در یک خودروی مفهومی الکتریکی خود گنجانده است. با توجه به اینکه کاکتوس‌ها به آب بسیار کمی نیاز دارند و حتی آب بارندگی نیز کفاف آن‌ها را می‌دهد، بنابراین هیچ تاکتیک آبیاری در مزارع آن‌ها استفاده نمی‌شود. به گفته این شرکت، این محصول ۱۶۴۶۵۰ درصد در مقایسه با چرم حیوانات و ۱۹۰ درصد در مقایسه با چرم گیاهی مبتنی بر پلی اورتان در مصرف آب صرفه‌جویی می‌کند.

 

۳- چرم‌های ساخته شده در آزمایشگاه

 

همان‌طور که می‌دانید آمار بالایی از حیوانات به دست ما انسان‌ها کشته می‌شوند تا از پوست آن‌ها به نفع خود استفاده کنیم که تأثیرات محیطی مخرب قابل توجهی را برای ما به همراه داشته‌اند. اما چگونه می‌توان مانند گوشت و یا کاکائو آزمایشگاهی، این‌بار پوست و چرم در محیط آزمایشگاه تولید کرد؟.

شرکت Modern Meadow چرم را از کلاژن بیان شده با مخمر، که جزء اصلی پوست است، با هزینه هایی مشابه چرم سنتی ساخته است. شرکت Provenance Biofabrics نیز از کلاژن بیان شده در سلول برای ایجاد چرم استفاده می‌کند که در تلاش است تا فناوری مهندسی‌بافت خود را به سایر سلول‌های جانوری برای ساخت پوست‌های تمساح و شترمرغ و… نیز گسترش دهد. شرکت VitroLabs هم محصولی را که با سلول کشت می‌شود، مهندسی کرده است که با نمونه‌برداری از گاو شروع می‌شود و فقط چند سلول را برداشت می‌کند و با استفاده از یک بیوراکتور تخصصی همراه با مواد مغذی و سیگنال‌های مناسب، آن چند سلول در عرض چند هفته به پوست حیوان تبدیل می‌شوند که می‌توانند مستقیماً به فرآیند دباغی وارد شوند. پس از آن می‌توان سلول‌ها را با بازتولید شرایط طبیعی مورد نیاز به چرم تبدیل کرد.

 

 

۴- تولید پارچه‌هایی از منابع تجدیدپذیر

 

با توجه به اینکه منابع به سرعت در حال کاهش هستند و الیاف طبیعی مثل پنبه به منابع آبی زیادی احتیاج دارند و الیاف مصنوعی نیز به محیط‌زیست آسیب می‌رسانند، به دنبال جایگزین‌های پایدار برای تولید پارچه افتادند. گیاهان، باکتری‌ها، جلبک‌ها، ریشه‌های قارچ و… از منابعی هستند که می‌توان از آن‌ها پارچه‌ تولید کرد که در نهایت لباس به‌دست آمده از این پارچه‌ها ویژگی زیست تخریب‌پذیری دارند.

برای مثال در تولید چرم از قارچ‌ها،‌ قارچ هایی که برای ایجاد چرم مورد نیاز هستند در یک محیط داخلی کنترل شده با سطح خاصی از رطوبت و دما به صورت یک لایه فوم رشد می‌کنند. خاک اره و مواد آلی تا زمانی که قارچ‌ها آماده برداشت شوند به آن‌ها تغذیه می‌شود. در عرض چند هفته، قارچ‌ها آماده برداشت می‌شوند و سپس فرآوری شده و به چرم آماده رنگ‌آمیزی تبدیل می‌شوند. مواد باقی‌مانده از فرآیند تولید را می‌توان کمپوست کرد و مجدداً برای شروع دوباره فرآیند استفاده کرد که این یک تفاوت بزرگ با صنعت چرم است که به منابع عظیم غیر قابل تجدیدپذیر نیاز دارد.

شرکت AlgiKnit که ساخت پارچه از جلبک‌ها را در پیش گرفته است یک شرکت تحقیقاتی در زمینه مواد زیستی است که یک نخ قابل کمپوست را از کِلپ که نوعی جلبک دریایی است تولید می‌کند. این شرکت، آلژینات را از کلپ استخراج می‌کند و آن را با دیگر پلیمرهای زیستی تجدیدپذیر ترکیب کرده و سپس با فرآیند اکستروژن مخلوط پلیمر زیستی را به رشته نخی تبدیل می‌کند که به اندازه کافی قوی و انعطاف‌پذیر است تا با دست یا ماشین بافته شود و در تولیدات نساجی به کار گرفته شود. محصول نهایی از این نخ را می‌توان با رنگدانه‌های طبیعی رنگ کرد.

 

 

 

۵- رنگ کردن لباس با باکتری

 

امروزه طراحان مبتکر مانند Natsai Audrey Chieza از اکتینوباکتری‌ها برای رنگ‌آمیزی طبیعی منسوجات استفاده می‌کنند. این طراح در حال توسعه یک روش رنگرزی جایگزین از طریق تخمیر، با استفاده از اکتینوباکتری‌هایی مانند گونه‌های استرپتومایسس می‌باشد. در این روش میزان مصرف آب به شدت کاهش می‌یابد و نیازی به استفاده از مواد شیمیایی برای پخش رنگ روی منسوجات نیست.

 

 

۶- تولید اکلیل‌های زیستی

 

اکلیل دوست‌دار محیط‌زیست می‌تواند با اکلیلی که قدرت تغییر اکوسیستم‌های دریایی را دارد و از آن به‌عنوان خطر زیست‌محیطی جدی یاد می‌شود، جایگزین شود. دانشمندان با استفاده از عصاره درخت اکالیپتوس توانستند اکلیل زیست تخریب‌پذیر تولید کنند که در خاک و آب دریا راحت‌تر تجزیه می‌شود و کاملا با بدن ما و همین‌طور طبیعت، سازگاری دارند.

 

کلام پایانی

همان‌طور که در موارد بالا مشاهده کردید، روز به‌روز بر چالش‌های موجود در صنعت نساجی در تقابل با محیط‌زیست افزوده می‌شود که یکی از راهکارهای کلیدی آن گسترش مطالعات زیست‌شناسی و ارائه راه‌حل‌های زیستی به این صنعت می‌باشد.

اگر کاربردهای مختصری که مطالعه کردید در مقیاس‌های صنعتی بزرگ تولید شوند و استفاده از آن‌ها فراگیر شود، می‌توانند در کاهش آلودگی محیط‌زیست و صرفه‌جویی مصرف آب، انرژی، زمان و هزینه به شدت تاثیرگذار باشند. امروزه چشم امید همه به سوی زیست‌شناسانی است که با ورود به صنایع مختلف و ارائه راه‌حل‌های الهام گرفته از طبیعت و علوم زیستی و خلاقیت در آن‌ها به دنبال تحقق بخشیدن نقش مهم علم زیست‌شناسی در بهبود سطح کیفی زندگی‌ها می‌باشند.

در قسمت‌های بعدی نیز همراه ما باشید تا از کاربردهای علوم زیستی در بهبود عملکرد صنایع مختلف باخبر شوید.

نویسنده: ساجده خانجانی موقر