生物技術可以簡單的定義為:用有機體與其構成部分加工製造成工業品。它包含了一係列生物科學與工程技術應用範圍,用製造的方法或材料轉換的方式生成新型產品。目前,為使加工過程更加環保綠色,使材料更能適用於人類,世界上與纖維相關的工業已開始大量使用生物技術。而生物技術可以開發出十分有宜於人類的纖維產品,稱之為生物纖維。
用細菌製造纖維
細菌繁殖與生長十分迅速。依賴於廣泛的原材料,如醣類、澱粉、葡萄糖、氣態和液態烴如甲烷、乙醇,細菌製造纖維的速度驚人,可為人類大量製造細菌纖維素纖維、細菌聚酯及其他纖維。
1)細菌性纖維素
纖維素是植物細胞壁最主要的構成元素。細菌生成的纖維素被稱之為生物纖維素或細菌纖維素。植物纖維素和細菌纖維素具有同樣的化學結構,但化學與物理屬性不同。生物纖維素包括醋酸培養基,它需要大量介質,即蔗糖、氮和鹽分。細菌在生長過程中產生諸如纖維素纖維,其纖維膠體十分稀薄,其直徑隻有50毫米,但其化學性十分純淨,不存在木質素或半纖維素。在交替的作用下生成多聚糖。其晶狀體球蛋白具有很高的拉升和撕扯耐受強度,也具有很強的親水性。
細菌纖維素的應用:人們曾把人造血管稱之為顯微外科。但卻把極度精細的絲用來生產新型的人造皮革,其原因就在於它擁有極強的親水性,因此還可以用來醫治皮膚損傷。不僅如此,由於其傑出的音效重複能力,人們又用細菌纖維素製造揚聲器擴音器振膜。日本索尼公司已成功的將細菌纖維素用來製造高品質耳機,也有其他企業將其用來製造吸收毒氣的活性碳纖維。
2)細菌聚酯
世界上擁有一百餘種細菌物種可以用來生產聚酯,如杆狀菌、光和菌以及藍綠菌都是最好的聚酯材料。這些微生物有機體內生產並儲藏聚酯體,以糖原質和膠澱粉的形態成其為動物與植物的能量之源。人類可以通過有機溶解方式提取細菌中的纖維素。
最近,一種新型的方法被用來提取生產細菌聚合體聚酯,其原理是利用發酵,結合細菌與養料。英國公司ICI就是利用發酵技術成功的提取了生物3-氫氧根聚酯(3HB)和3-氫氧根戊酸鹽(3HV),這種聚酯很快應用於商業,其貿易名稱為BIOPOL。
細菌聚酯的應用:如今,一種用於農藝化學係統,即利用生物分解聚酯化學膠囊的技術被開發出來。這種微膠囊可在泥土裏緩慢降解。由於生物聚酯具有生物兼容性,因此可以大量應用於醫學外科縫合技術繃帶紗布或修複骨質疏鬆等症,並且不會引發器官組織的炎症。除此之外,生物聚酯纖維具有光學活性,也具有壓電光學與電子應用潛力。因此,這一領域的研究具有十分廣闊的空間。
羊毛製品的開發
隨著進一步的生物技術開發成功,西方許多公司開始把著眼點放在傳統動物纖維材料上。他們發現,把生物技術方法應用於動物毛發纖維可以強化羊毛纖維的品質。利用鑒別有用的基因,飼養人可以選擇繁殖品種,以更改羊毛的生產品質。遺傳工程已開始幫助動物基因實行改良,使羊毛有了專門的特性,可以抵禦羊毛滋生幼蟲,也可以分泌出一種專門排斥毛發小囊的殺蟲劑。現代生殖技術如人工受精、精液冷凍技術、胚胎移植顯微操縱技術已開始應用於培育綿羊新型基因。如今,澳大利亞美利奴綿羊的生長要比過去快13%,並且體型也比過去更大。
(來源:中國纖檢)
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