文＝黃晟睿

利用天然菌種製作布料已經不是天方夜譚。早在2004年，西澳大學(University of Western Australia)發表了一款由老鼠和人類的細胞所製成的夾克。近年最爲大家所熟知的則是BioCouture以綠茶、糖、細菌和酵母混合作用生成的植物性皮革。

從環境面來說，細菌廣泛分布於土壤和水中，或者與其他生物共生。人體身上也帶有相當多的細菌，據估計，人體內及表皮上的細菌細胞總數約是人體細胞總數的十倍。

尤其細菌性纖維素(Bacterial cellulose, BC) 多具有生物可降解性、親水能力、生長週期短等優點，只是過去多應用於食品釀造、發酵或生技製藥，但較少論及織品，究其原因，一方面是由於細菌性纖維素布料仍無法「規模化」量產，另方面也是擔心消費者能否接受從廚餘垃圾堆中培養的服裝。
但隨著科技的進步，現在細菌不但能製成染色色素、發電、合成再生纖維，還能做衣服上的自動啓閉排氣孔。尤其在現今自然資源越趨珍貴的時代中，細菌性纖維素不失為一項聰明又永續的良帖，特別是典型的一次性使用的產品，它可以用對環境友善的方式製造衣物，穿用完又可以直接埋在花園裡自然分解。
以水資源為例，曾為許多運動休閒品牌以及高端時尚產品研發生物科技素材的BioCouture創辦人Suzanne Lee表示，用茶、糖、菌、酵母等生產一平方公尺的布只需要60公升的水，但傳統的生產方式，製作一件T恤就需要2700公升的水資源。

以下並介紹細菌在紡織科技上的各項應用：從水發電的智慧衣，不需要再砍樹的微生物纖維素布料，無毒染色的黴菌色素，依冷暖收縮自動開闔的排汗透氣孔，到以菌攻菌的微生物OK蹦，微生物的世界超乎想像，也為生物素材帶來無限可能。

無動力發電：用汗水發電的微生物織品

美國紐約賓漢頓大學電子與資訊工程學的研究團隊開發出一種以織品為基礎、靠細菌發電的「紡織生物電池」，預料將可應用於智慧衣，而且即使在重複拉扯和扭轉測試下仍可展現穩定的發電能力。
生物燃料電池(biological fuel cell)是一種基於生物電化學的電池系統，藉由自然界細菌及織物上的仿真細菌兩種細菌的共生交互作用，來產生電流啟動化學反應。助理教授 Seokheun Choi表示，研究團隊目前採用「綠膿桿菌」(Pseudomonas aeruginosa)作爲生物催化劑，利用細菌來觸發還原/氧化反應，從而在分子之間交換電子，引發電子移動產生電力。經實驗，目前最大功率輸出可達 6.4μW/cm2，電流密度為 52μA/cm2。

不過，由於細菌也可能會引起健康問題，所以這項創新發明未來如將應用於穿戴式產品，勢必先要消除該項疑慮。

根據報導，目前Seokheun Choi是將電池部件整合到單層織物中，陽極和陰極之間沒有隔離膜。陽極具有導電和親水性，於汗水的液體環境幫助細菌發電性能最大化；陰極則採用固態氧化銀產生氧化還原的催化反應。

與傳統電池或其他酶燃料電池相比，微生物燃料電池可以成為可穿戴科技產品的最佳電源，因為人體不斷分泌的汗水就是細菌的養分，因此可以提供長期穩定的催化反應。研究人員表示，藉由這項新科技，未來在你的衣服吸收汗水的同時，也能穿為穿戴式儀器提供電力，隨時監測人體心電圖或肌電圖，甚至作為諸如拋棄式醫療診斷貼片等產品的電源供應。

詳細論文發表在2017年11月期刊《Advanced Energy Materials》。

source：Seokheun Choi

不再砍樹，非植物的微生物纖維素

澳洲科技公司 Nanollose研發Plant-FreeTM纖維素，利用微生物將有機廢物分解成葡萄糖再轉換成微生物纖維素，整個轉換過程需要的時間低於一個月，且只需要極少量的水和能量。轉換完成之後，再用 Nanollose的特殊技術將微生物纖維素轉換為嫘縈纖維。

Nanollose創辦人 Gary Cass 在造酒時意外得到製造微生物纖維素種纖維的點子，酒會受到自然產生的細菌影響而發酵，使酒變成醋，並產出意料之外的副産物─纖維素。

Nanollose 董事總經理 Alfie Germano 表示，每年為了生產植物纖維素，有大量的樹木遭到砍伐，Nanollose的技術開發出一種可替代植物纖維素纖維的方案，而且不需要光照，也不需要佔用農業用地，讓我們在永續性纖維的道路上又向前邁進一步，我們將可藉此降低樹木的砍伐，並減少服裝生產時的有毒廢物。」

目前Nanollose正與紡織製造商和其他品牌協商進入量產，並且積極與國際夥伴合作。

source：Nanollose

細菌染坊：無毒環保的黴菌色素

畢業於英國聖馬丁設計學院的Natsai Audrey Chieza與倫敦大學學院合成生物學教授John Ward首創細菌染布技術，以取代傳統使用的人工合成色素，减少對環境及水資源的污染。

Natsai發現，某些植物根部(如龍窩草、奧勒岡葉、鼠尾草)的共生細菌—鏈黴菌，帶有獨特的顏色，能够自然產生深藍色及紅色的色斑，還能以PH值及溫度控制顏色的深淺。

Natsai在培養皿中培育這些帶有色素的細菌，再浸入絲質布料，讓細菌與織物產生化學反應並釋出天然顔料。首次成品絲巾歷經7天時間，在布料上留下了細菌生長的軌跡，並形成自然有機的抽象圖案，發展到今年，Natsai已將之應用於成衣，未來並將利用基因改質工程，創造出更多色調。
2017年，Natsai並於TED演講中分享了如何利用生物系統對整個紡織時裝和設計產業進行全面的思考，以及新興生物技術如何協助解決資源缺乏、氣候變化和環保永續等當代挑戰。

source：Natsai Audrey Chieza

智慧散熱：自動張開的排汗透氣孔

美國麻省理工學院Tangible Media Group的研究團隊之一bioLogic，在石井裕(Hiroshi Ishii)指導下，將發酵黃豆的納豆芽孢桿菌(Bacillus natto spore)運用在布料上，並與運動品牌New Balance合作，製作出表面擁有鱗片狀自動「排氣孔」的智慧運動衣。

bioLogic致力於研發活性促動器，並嘗試合成一種互動性生物皮膚，「我們設想，在未來，促動器和傳感器是被培養出來的，而不是製造出來的；它們是來自于自然界，而不是通過工程學在工廠中設計出來的。」

該團隊利用納豆菌能隨濕度變化(濕潤/膨脹，乾燥/收縮)的特性，將納豆菌製成奈米生物薄膜，以特殊的列印機將膠狀物印刷在彈性布料上，並將排氣孔設計成鱗片狀，使其易于捲曲，形成自動控制布料開闔的「開關」。且利用納豆菌做不同排列，除了讓布料的伸縮程度能產生變化之外，也能使運動衣的剪裁更貼身。
團隊同時結合電腦監測，針對容易排汗、汗水量較多的部位加入此項自動排氣孔設計。當穿著者流汗時濕度增加，塗有薄膜的布料會蜷曲打開，有如出現排氣孔般，協助透氣、排汗；水分减少時排氣孔會自動關閉，讓身體保持溫暖，讓平時容易大量流汗的運動員或舞者，運動時皮膚保持透氣舒爽。

source：MIT Media Lab

植物OK蹦 ：微生物貼布以菌攻菌

中興大學植物病理系曾德賜教授研發推出「農業ok蹦」，將特定濃度的鏈黴菌用不織布包住，誘殺枝幹中的病菌，成功治愈受裾腐病病菌感染的老欉文旦樹。
曾德賜進一步解釋，鏈黴菌會住在濕潤的天然不織布上，裡頭會包裹一層由魚粉、米糠等製作的粉頭，作為鏈黴菌的食物，而疫病菌見到潮濕的環境，會以為是下雨，自然就引蛇出洞，由鏈黴菌趁勢分解、侵入並殺死疫病菌。

曾德賜表示，生物製劑的使用，是實踐農藥減半的不二法門。但使用在植物上的鏈黴菌需要特殊提煉，研究團隊花費5年時間才突破瓶頸，培養出穩定的菌孢，現在農民只要在看到枝幹受感染流出汁液時，就可以幫植物貼上藥布，以生物製劑降低化學農藥與氮肥用量。

臺灣高溫多濕，常常降下大雨，若是排水不易，土壤就成爲疫病溫床，近年已經有不少果農反應化學農藥不管用了，這次台南文旦園試用鏈黴菌藥布成功治癒病株，而且短短兩年，5分地產量從3千斤翻倍到2萬斤，讓老農也覺得欣喜。對此，曾德賜團隊表示，化學農藥大多只能治療表面、根部的病菌，對土壤裡的病菌效果有限，若可以從土壤中提煉微生物製劑，以菌攻菌，將可望取代化學農藥。