趨勢人物4 基耶扎創新染布技術衣定環保

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食衣住行是生活所需,時尚業始終不退流行,只是它向來是高汙染的行業,令人憂心。而今,辛巴威裔的物料設計師基耶扎別出心裁,找到更「環保」、更「天然」的染布方法,卻是藉助一般人所想像不到的細菌,此舉不僅讓人對「細菌」另眼相看,也讓人瞥見生物科技的無窮潛力,在化石能源日趨枯竭的今天,提供世人一個未來可著力的方向。
洞燭機先
當飯碗不環保時

娜彩伊.奧黛麗.基耶扎(Natsai Audrey Chieza)來自辛巴威,對建築、設計、紡織和時尚都很有興趣。她在愛丁堡大學念建築系時發現,系所沒有材料研發的相關課程,這讓她在拿到建築設計碩士學位後,又去念了英國中央聖馬丁藝術設計學院的未來紡織研究所(今已改成未來材料研究所)。
紡織業傷環境
基耶扎之所以想攻讀未來紡織系所,在於她無法忍受自己未來的志業會是環境破壞的元兇之一,因為紡織業是一個高汙染行業,在生產過程中,纖維原料、加工染料或助劑等會產生大量廢水及汙染物。
根據她的觀察,紡織業對生態的危害,主要發生在布料染整(即印染和後處理)階段,此時需要大量的用水;而石油世紀後的許多纖維原料、加工染料都以石油為主,時尚業又總是不斷快速推陳出新、汰舊換新,結果垃圾掩埋場每年都會出現一大堆難以回收的紡織廢棄物。
過度依賴化燃
環保問題如要追本溯源,基耶扎認為,要歸因於世人在過去一個世紀將生活建構在化石燃料上,因為那是人類所知最有價值的物料系統。
「我們受限於這種資源,也漸漸仰賴它定義我們的個人、文化、生產和經濟,然而這一切基於化石燃料所產生的活動,卻以一種暴力的方式促成了今日問題叢生的地球,包括造成氣候變遷、加速生物多樣性的消失,甚至助長人類的衝突。」她說。
過度使用化石燃料,弊病叢生,但基耶扎發現「沒有化燃就無法生活」的心態更可怕,「主要原因在於缺乏想像力,讓人以為在有限的資源下已別無他法。但不管如何,化石燃料早晚要被再生能源取代,這意味著我們需要找到不以石油為主的新的物料系統。」
因此,她主張新的物料系統要是生物性的,但重點在於如何設計和建構,且不能再像石油世紀那樣留下破壞性的遺產。
鏈黴菌的啟發
既然紡織業的染整過程不環保,基耶扎便開始尋找「天然」的染布方式。聖馬丁藝術設計學院的紡織設計課程,符合她的需求,不僅讓她在與講師們的密切互動中瞥見科學、設計、紡織間的交會點,也找到天然染布方式的解答。
她發現自然界中有種叫做「鏈黴菌」(Streptomyces coelicolor)的細菌,本身是一個美麗的有機體,且像個發電所一樣,可將有機化合物合成,產生一種叫「放線菌」的抗生素,其顏色可依所處環境的酸度從藍變粉紅、變紫。鏈黴菌可產生顏料分子的特性,讓基耶扎明白大自然將徹底革新世人設計和建構環境的方式,而像鏈黴菌這樣的有機體將協助我們打造物料的遠景。
她開玩笑的說,自己不可能跟鏈黴菌成為工作夥伴,但鏈黴菌卻讓她想要好好研究一番,為了它而成為一名物料設計師。
識出鏈黴菌的無限潛力後,基耶扎捫心自問「如果一個細菌能製造顏料,要如何把它用來染布料呢?」這個問題開啟了她與倫敦大學學院合成生物學教授沃德(John Ward)的長期合作,後者主要提供建言和實驗室,讓基耶扎專心致力於細菌培養,首創細菌染布技術,並成為創意研發實驗室「 Faber Futures」的創始人和主任。
師法古人
從發酵到細菌染

基耶扎首創的細菌染布技術,看似新穎,但她謙卑的表示,這種善用活菌的智慧自古以來就有了,「想想發酵的生化過程吧……像是把酵母加入葡萄裡就變成酒……發酵可引起細菌、植物、昆蟲、動物和人類等多物種間的互動,我們知道這種強大的微生物作用,已有數千年了;你看大家都懂得如何讓穀物、蔬菜等物發酵,全球各個人種和文化都充分利用微生物變出美味食品。」
重拾發酵智慧
根據基耶扎的研究,這種發酵的智慧還可追溯至西元前三百五十年前,「明證是某些蘇丹努比亞人的遺骸中有不少劑量的四環黴素,這是一種可用於現代醫學的抗生素。約一千五百年後,弗萊明(Alexander Fleming)才發現了青黴素,爾後這種抗生素透過工業化的發酵歷程,才得以讓數百萬人在傳染病肆虐時逃過一劫」。
基耶扎因此有感而發,她希望「發酵」現在可以再度扮演重要角色,用以改變我們的工業,成為新的生存模式。
研發了細菌染布技術後,基耶扎最喜歡的方式之一是讓鏈黴菌直接長在絲綢上,而她發現這種染法最神奇的地方是,染一件T恤,細菌只要待在兩百毫升的水裡就能存活了,不僅用水量少,且在不添加任何化學物的狀況下就能產出不褪色的顏料。
如何控制細菌
不過,基耶扎不只想從活生生的細菌採收顏料,以傳統的方式運用它;她的目標是培養細菌,主動介入細菌的染色過程,看能否得到想要的顏料,然後讓細菌去附著在布料上,產生自然的效果。
不過,一般人可能會不解,面對一個有生命的媒介,該如何引導?
對此,基耶扎表示,一旦建立可讓鏈黴菌生產足夠顏料的培育底線後,設計師就能以扭轉、摺疊、夾緊、浸漬、噴灑、淹沒等方式影響鏈黴菌活動的美學表現,如果再以系統的方式操作就能製造出一種有機的型態、顏色一致的染色,甚至某種圖形打印。
如何大量生產
另一個問題是這些手工製法要如何規模化,將它們用在工業上?基耶扎覺得這個問題涵蓋了生物學和工具性的部分。目前,她藉助一家總部設在波士頓的生物科技公司「Ginkgo Bioworks」,想看看他們放大生物面的平台可以如何與她的細菌手染法相互配合。她和工作團隊已將鏈黴菌工程化,看能否生產出更多的顏料;同時也在研發合成生物學的自動化工具,希望能適合打印和染布。
為了讓活菌成為可行的物料,基耶扎所主持的「 Faber Futures」多管齊下,做了很多的改革創新,從改裝和設計實驗室的工具、使用數位製作到改變細菌本身的養分流等。她不久前還設計出一款培養皿,可用來在一整件衣服上染印,因此讓他們染出了很多和服。
而今,基耶扎的工作團隊正朝紡織和時尚業的供應鏈規模前進。
能源永續
生物科技是解答

除了本身專精於顏料細菌的特殊應用,基耶扎還看到活物料可運用在生活中的無限潛力,像是大家所熟知的木頭,經設計和手藝可成為實用的家具,甚至食物的染色也可藉助活生生的有機體。
向大自然取經
事實上,有機物料的應用日受矚目。基耶扎就興奮的發現,生物科技公司「MycoWorks」目前在研發蘑菇製皮革,取代動物製皮革,此物料的用途更廣,不僅可運用於紡織業,更深及其他產品,甚至建築;科技公司「Bolt Threads」研製了一款酵素,可用來生產蜘蛛絲的蛋白,最後紡成高程式化的紗線。
另外,她發現這些公司如要達到經濟規模,得打造出配合生物學的基礎設施,如「Bolt Threads」就因此投入仿生學的領域,設計出一款織布機,這機器就仿造蜘蛛平常紡絲時的生理狀態。
「可見要厚植實力,打造新的生物科技產業,還得在想像力和創意部分向大自然取經呢。」基耶扎由感而發。
形塑物料遠景
目前,人類面臨生態危機。基耶扎認為,這也警醒世人在建造新的物料系統時不要重蹈石油世紀的覆轍,留下危害地球的後遺症。此外,她也提醒,以永續性為主的新科技發展,還須考量其分配上的公平性,且在管轄上給予道德倫理上的規範。
基耶扎相信,活的、數位的、可設計和可手工打造的生物科技,未來將觸及生活的各個面向,尤其這類合成生物學的科技將在人類的存續上扮演關鍵角色,不僅將在2050年前協助餵養90億的人口,也將以永續物料滿足這些人口在穿和住方面的需求,「而現在正是我們大膽形塑這種物料遠景的時刻」。

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