Bilim insanları, genetiği değiştirilmiş bakteriler kullanarak, tek bir aşamada hem kumaş üreten hem de renklendiren bir yöntem geliştirdi. Fosil yakıtlara dayanan mevcut yöntemlere kıyasla, bu yeni teknik, renkli tekstil ürünleri üretmek için daha basit ve daha sürdürülebilir bir yol sunuyor.
Biyoteknoloji alanında yayınlanan yeni bir araştırmada, bilim insanları, bakterilerin büyüme koşullarını değiştirerek gökkuşağı renklerinde selüloz bazlı kumaşlar ürettiler. Bu gelişme, tekstil endüstrisi için büyük bir potansiyel taşıyor.
Sentetik liflerin üretiminin, enerji yoğun, zahmetli ve çevreye zararlı kimyasal sentez ve son işlem adımlarına büyük ölçüde dayandığı belirtiliyor. Bu tür süreçler, büyük miktarda sera gazı emisyonuna neden olabiliyor ve ağır metaller ile kanserojen maddelerle su ve toprağı kirletebiliyor.
Bu nedenle, son yıllarda bakteriyel fermantasyondan doğal lifler üretme alternatif bir yönteme olan ilgi artıyor. Pamuk gibi kumaşlarda bulunan doğal lifleri taklit eden selüloz, bu alanda umut vadeden bir malzeme olarak öne çıkıyor. Bakteriler, glikozu selüloz liflerine dönüştürerek yapısal destek sağlıyor ve diğer mikroplardan korunuyor. Ancak bakterilerin ürettiği selüloz doğal olarak beyazdır, bu da genellikle işlem sonrası boyama gerektirdiği anlamına geliyor.
Araştırmacılar, bu süreci, renk pigmentleri üreten mikroorganizmalarla birlikte selüloz üreten bakterileri büyütmek suretiyle basitleştirdiler. Koyu morumsu renkteki violaceinler (mor, mavi ve yeşil gibi renkler üreten) ve daha sıcak tonlardaki karotenoidler (kırmızı, turuncu ve sarı gibi renkler üreten) olmak üzere iki sınıf boya üretmek için renk üreten Escherichia coli (E. coli) suşları kullanıldı.
Başlangıçta araştırmacılar, fermantasyon sırasında selüloz üretimini artırmak için Komagataeibacter xylinus bakterisinin metabolik yolunu genetik olarak değiştirdiler. Ardından violacein üreten E. coli'nin reaksiyon kabına eklenmesi, mor, mavi ve yeşil renkli kumaşların elde edilmesini sağladı.
Ancak, sıcak tonları elde etmek için aynı yöntem kullanılamadı, çünkü bakteriler selüloz kumaşı lekeleyecek yeterli boyayı üretmedi. Bu sorunu aşmak için, önceden büyütülmüş ve işlenmiş selüloz, karotenoid üreten E. coli kültürüne eklendi. Bu ortak kültür yöntemi, başarılı bir şekilde kırmızı, turuncu ve sarı renkli kumaşların üretilmesini sağladı ve böylece gökkuşağı renk paleti tamamlandı.
Bu yöntemin, ayrı boyama ve yıkama işlemlerine olan ihtiyacı ortadan kaldırdığı ve bu sayede kimyasal atık ile su tüketimini azalttığı belirtiliyor.
Renkli bakteriyel selülozun asitlere, bazlara, ısı işlemlerine ve yıkamaya karşı genel olarak yüksek bir kararlılık gösterdiği gözlemlendi. Ancak, bu malzemelerin endüstriyel deterjanlara ve mekanik aşınmaya karşı dayanıklılığını tam olarak test etmek için daha fazla çalışmaya ihtiyaç olduğu belirtildi.
Araştırmacılar, mevcut yedi renk platformunu daha geniş bir spektruma yaymayı ve endüstriyel ölçekte süreci tutarlı kaliteyi koruyarak büyütmeyi hedefliyorlar. Bakterilerin selülozu üretim şeklini daha fazla değiştirerek, biyolojik olarak parçalanabilen ambalaj gibi malzemenin başka kullanımları da açılabileceği ifade edildi.
