Gli scienziati hanno sviluppato un metodo innovativo per produrre tessuti colorati direttamente dai batteri, eliminando la necessità dei tradizionali processi di tintura inquinanti. La ricerca, pubblicata su Trends in Biotechnology, dimostra un modo sostenibile ed efficiente per creare tessuti vivaci e dai colori dell’arcobaleno in un unico passaggio.
Il problema della produzione tessile tradizionale
La produzione tessile convenzionale fa molto affidamento sulla sintesi chimica e su procedure post-trattamento che richiedono molta energia, sono dannose per l’ambiente e richiedono molta manodopera. Questi processi generano notevoli emissioni di gas serra e rilasciano metalli pesanti pericolosi e agenti cancerogeni nell’ambiente. La dipendenza del settore dai combustibili fossili e dalle sostanze chimiche inquinanti ha spinto la ricerca di alternative più sostenibili.
Cellulosa batterica come soluzione
I ricercatori si sono rivolti alla cellulosa batterica, un polimero naturale prodotto da microrganismi, come promettente sostituto delle fibre tessili convenzionali. Molti batteri convertono il glucosio in cellulosa, creando un materiale simile al cotone ma con un impatto ambientale inferiore. Tuttavia, la cellulosa batterica è naturalmente bianca e richiede un processo di tintura separato.
Ingegneria del colore nel processo
Per risolvere questo problema, gli scienziati guidati da Sang Yup Lee del Korea Advanced Institute of Science and Technology hanno progettato ceppi di Escherichia coli (E. coli) per produrre contemporaneamente sia cellulosa che coloranti naturali. Il team ha manipolato i batteri per creare due classi di coloranti: violaceine (che producono tonalità viola, blu e verdi) e carotenoidi (che producono tonalità rosse, arancioni e gialle).
Il metodo di tintura in due fasi
L’approccio iniziale prevedeva la modifica genetica del Komagataeibacter xylinus per migliorare la produzione di cellulosa aggiungendo al recipiente di reazione E. coli produttore di violaceina. Ciò ha prodotto tessuti tinti in viola, blu e verde. Tuttavia, ottenere toni più caldi si è rivelato più impegnativo, poiché i batteri non producevano colorante sufficiente.
Per superare questo problema, il team ha introdotto un metodo di co-cultura. La cellulosa precoltivata e trattata è stata aggiunta a una coltura di E. coli produttore di carotenoidi, ottenendo con successo tessuti tinti di rosso, arancione e giallo. Questo approccio in due fasi ha completato la tavolozza arcobaleno del team.
Vantaggi e stabilità
Questo metodo elimina la necessità di processi separati di tintura e lavaggio, riducendo i rifiuti chimici e il consumo di acqua. La cellulosa batterica colorata ha dimostrato una forte stabilità contro acidi, basi, trattamenti termici e lavaggi.
Direzioni future
Sono necessarie ulteriori ricerche per valutare appieno la durabilità di questi materiali rispetto ai detergenti industriali e all’usura meccanica. Il team prevede di espandere lo spettro dei colori oltre le attuali sette tonalità e di ampliare il processo di produzione industriale mantenendo una qualità costante. L’alterazione della produzione batterica di cellulosa potrebbe anche aprire le porte agli imballaggi biodegradabili e ad altre applicazioni.
Questa svolta offre un percorso promettente verso una produzione tessile più sostenibile, riducendo l’impatto ambientale pur mantenendo la qualità e la versatilità del prodotto
