بیو پارچه ها چه چیزی هستند و میزان پایداری آنها تا چه اندازه است؟

به کرات از بیو پارچه ها (Biofabrics) یا پارچه های زیستی به عنوان آینده منسوجات پایدار نام برده می شود، اما آنها دقیقاً چه چیزی هستند؟ و آیا واقعاً پایدار محسوب می شوند؟ قصد داریم تا در این مطلب به اصل حقیقت درباره این پیش قراول نوظهور در زمینه طراحی منسوجات صحبت نماییم.

لباس تنیس ساخته شده از ابریشم عنکبوت و کیف تولیدی از چرم قارچ تنها دو نمونه از نوآوری های معروف در زمینه فرآورده های زیستی هستند که طی سالیان اخیر تصورات ما را به سمت خود جلب کرده اند و قرار است چهره مد پایدار را تغییر دهند.
با توجه به اینکه بسیاری از تولید کنندگان فعال در عرصه فرآورده های زیستی از تولید آزمایشی به سمت تولید انبوه حرکت می کنند (شرکت بیوتکنولوژی آمریکایی Spiber، اخیراً مجوز افتتاح یک کارخانه بیوتکنولوژی را در رایونگ (Rayong) تایلند دریافت کرده است)، لذا تنها چند سال با دیدن این مواد به صورت تجاری فاصله داریم.
اما این مواد جدید تا چه اندازه پایدار هستند؟ در این مطلب قصد داریم تا نگاهی به واقعیت مطلب بیندازیم، و نظرات مخالفان و موافقان پایداری آنها را مورد ارزیابی قرار دهیم.

منسوجات ساخته شده به صورت زیستی چه چیزی هستند؟

منسوجات فرآوری شده به صورت زیستی موادی هستند که از میکروارگانیسم های زنده مانند باکتری ها، مخمرها، جلبک ها و ترکیبات ریشه قارچ ها ساخته می شوند. به واسطه یک فرآیند زیست مهندسی، میکروارگانیسم ها را به گونه ای طراحی می کنند تا بتوان بیوپلیمرها (biopolymers) را از آنها تولید کرد. این بیوپلیمرها با استفاده از یک اسپینرت (نخ ریس) جهت ساخت نخ اکسترود می شوند یا اینکه در یک قالب رشد داده می شوند تا ماده ای تولید گردد که بتوان آن را بدون هیچگونه ضایعاتی برداشت نمود.
می توان ساختار، ضخامت، رنگ و بافت ماده نهایی را در دی ان ای (DNA) سلول های میکروارگانیسم ها برنامه ریزی کرد. این ارگانسیم ها با استفاده از بسترهایی مانند شکر حاصل شده از ذرت یا جلبک ها تغذیه می گردند و سپس تبدیل به تولید کننده های بیو پارچه می شوند.
بیو منسوجات فقط یک زنجیره از مواد زیستی هستند، اما کاربرد های گسترده ای در دنیای مد دارند؛ بسیاری از شرکت های فعال در عرصه تولید فرآورده های زیستی، طیف وسیعی از مواد را به بخش های مختلف این صنعت ارائه می دهند که از جمله آنها می توان به مواد ساختمانی فرآوری شده به صورت زیستی و جایگزین های گوشت وگان که از میسلیوم (mycelium) گرفته می شوند، اشاره کرد.
پارچه ها از طریق این روش نه تنها تولید می گردند، بلکه می توانند رنگ آمیزی نیز شوند. شرکت Faber Futures مستقر در بریتانیا، و شرکت های TextileLab و Kukka که در هلند واقع شده اند از باکتری های رنگی طبیعی برای تولید رنگ های فاقد مواد شیمیایی استفاده می کنند که هم برای منسوجات معمولی و هم برای منسوجات زیستی قابل استفاده هستند. در ضمن این رنگ های جدید «زنده»، امکان انطباق با رنگ ها را نیز دارند و در صورت لزوم تغییر رنگ می دهند.

چرا بیو پارچه ها به عنوان پایدار در نظر گرفته می شوند؟

با توضیح دادن نکات مثبت، این موضوع را تشریح خواهیم نمود. اولاً بیو پارچه ها بر خلاف مواد رایج مانند چرم برای رشد کردن به زمینی قابل کشت یا زیر کشت نیاز ندارند. در ضمن علاوه بر اینکه به سموم دفع آفات نیازمند نیستند، برای فرآوری به حجم زیاد آب و مواد شیمیایی هم احتیاج ندارند. آنها فاقد مواد نفتی هستند و زیست تخریب پذیر به حساب می آیند. برای تولید بیو پارچه ها نیازی به وجود حیوانات نیست که همین امر آنها را به گزینه های وگان پایدارتری برای جایگزین شدن با بسیاری از چرم های مصنوعی مانند PU و PVC که در حال حاضر در بازار وجود دارند، تبدیل کرده است.

حذف مواد شیمیایی مضر و کاهش مصرف آب

کاهش استفاده از مواد شیمیایی و آب که به واسطه وجود رنگ های زیست مهندسی امکان پذیر شده است، می تواند روال بازی را به نفع بیو پارچه ها تغییر دهد. باکتری هایی که به دلیل توانایی طبیعی شان در بروز رنگ ها انتخاب می شوند، در دمای محیط و بدون نیاز به مقدار زیادی آب و انرژی رشد می کنند.
شرکت Pili که یک شرکت فعال فرانسوی در عرصه تولید فرآورده های زیستی است، نوعی فرآیند تخمیر میکروبی را ابداع کرده که می تواند به ازای هر 100 تن محصول باعث صرفه جویی در مصرف ده ها تن مواد شیمیایی سمی شود. شرکت Faber Futures در آزمایش های اولیه دریافته است که استفاده از مواد رنگی ساخت آنها در فرآیند رنگرزی، میزان مصرف آب را تا 500 برابر کاهش می دهد.
یکی دیگر از مزایای اصلی این رنگ های زیست مهندسی این است که آنها هم برای الیاف مصنوعی و هم برای الیاف طبیعی قابل استفاده هستند و نیازی نیست که نخ ترکیبی منسوجات معمولی به صورت مجزا رنگ شود. دکتر اُر یاکونی (Orr Yakoni) یکی از بنیانگذاران شرکت رنگرزی بیولوژیکی Colorifix که در انگلستان مستقر است، ادعا می کند که آنها می توانند پلی کتان (polycotton) را رنگ کنند (هر چند که به راستی پایدارترین پارچه ها محسوب نمی شوند، ولی در حال حاضر در تمام منسوجات از آنها استفاده می گردد). البته این کار با نصف مقدار مواد شیمیایی مورد استفاده در فرآیند رنگرزی معمولی انجام می گیرد و میزان انتشار گاز دی اکسید کربن در این فرآیند رنگرزی نصف مقدار آن در فرآیند رنگرزی معمولی است.
در ضمن مشخص شده است که الیاف مبتنی بر جلبک ها به طور طبیعی در برابر آتش مقاوم هستند، به همین دلیل می توانند جایگزینی برای روکش های منسوج مقاوم در برابر آتش و صد البته سمی باشند.

کاهش مصرف انرژی و انتشار گاز کربن

در هنگام استفاده از مواد اولیه زیستی، تعدادی از فرآیندهای رایج مورد نیاز برای تولید پوشاک، از ارسال مواد خام برای تمیز کردن و کاردینگ، ریسیدن نخ و بافت پارچه گرفته تا برش و دوخت لباس در فرآیند فرآوری به صورت زیستی حذف می شوند. به اینها حذف ضایعات، مواد شیمیایی و آب را در هر مرحله از فرآیند تولید سنتی لباس هم اضافه کنید تا متوجه عمق مطلب شوید؛ در ضمن وقتی صحبت از تولید چرم به میان می آید این نتایج بسیار ملموس تر هستند.
به عنوان مثال، شرکت Ecovative در ایالات متحده که در زمینه تولید زیست مواد پیشتاز است به منظور کاهش انتشار گازهای آلاینده در حین حمل و نقل، مواد مورد استفاده در آزمایشگاه های خود را از شعاع 200 مایلی تامین می کند.

کاهش فعالانه پسماندها

شرکت Ecovative از مواد پسماند برای تغذیه میکروارگانیسم های مورد استفاده در تولید الیاف خودش استفاده می کند و این بدان معنی است که آنها با محصولات غذایی مقابله نمی کنند. شرکت بیومتریال (biomaterial) از کاه و کلش گیاه ذرت که شامل برگ، ساقه، بافه و ذرت های باقیمانده بعد از برداشت آن می شود، استفاده می کند که این مسئله نشان دهنده بازده 50% ذرت است.
علاوه بر این، برخی از فرآوری های زیستی تلاش دارند تا نه تنها از طریق کاهش انتشار گازهای گلخانه ای به خنثی سازی اثر کربن اقدام نمایند، بلکه می خواهند با کار فعالانه به کاهش کربن موجود در جو بپردازند. به عنوان مثال، شرکت Kelp که یک شرکت استارتاپی تولید کننده بیو پارچه ها در ایالات متحده است از Algiknit استفاده می کند که باعث تجزیه کربن می شود. می توان بسیاری از پارچه های زیست مهندسی را با توجه به مشخصات (اندازه) دقیق در یک قالب رشد داد و بدین شکل میزان ضایعات برش پارچه را حذف نمود.

جنبه های منفی بیو پارچه ها کدام است؟

هر چند که خود بیو پارچه ها به طور مستقیم از سموم دفع آفات یا زمین های زراعی استفاده نمی کنند و تولید آنها در مقایسه با تولید الیاف معمولی به آب کمتری نیاز دارد، اما برای تولید بسیاری از آنها از محصولاتی غذایی مانند شکر استفاده می شود که ممکن است با استفاده از مواد شیمیایی پرورش داده شده و یا فرآوری گردیده باشند؛ در ضمن برای پرورش آنها حتما به زمین زراعی و آب نیز نیاز هست.
برخی از آنها نیز از فرآیندهای پر مصرف استفاده می کنند. مثلا شرکت Ecovative در گذشته از یک فرآیند خشک کردن استفاده می کرد که مصرف انرژی بسیار بالایی داشت، هر چند که آنها اکنون یک روش خشک کردن بسیار کارآمدتر پیدا کرده اند.
شرکت Bolt Threads که در کالیفرنیا مستقر است از نشاسته ذرت استفاده می کند که معمولاً در ایالات متحده با استفاده از روش های اصلاح شده ژنتیکی پرورش می یابد. هر چند که آنها منابعی تجدیدپذیر محسوب می شوند، اما اگر تولید جهانی منسوجات در مقیاس صنعتی در آینده به استفاده از فرآورده های زیستی روی آورد، باید پیامدهای تولید شکر به صورت جدی مورد توجه قرار گیرد.
شایان ذکر است که همه بیو پارچه ها به خوراک قندی متکی نیستند. به عنوان مثال شرکت استارتاپی Algalife که تولید کننده بیو پارچه ها و مواد رنگی از جلبک ها است از یک سیستم حلقه بسته استفاده می کند که برای رشد فقط به نور خورشید و آب نیاز دارد.
در حال حاضر از آنجاییکه بسیاری از این پارچه های جدید هنوز در مرحله تحقیق و توسعه هستند (اگرچه بسیاری از این شرکت ها به دنبال توسعه تولید این فرآورده ها طی یکی دو سال آینده هستند)، اما هنوز اطلاعات محدودی درباره آنها در دسترس است و ارزیابی کاملی از چرخه حیات آنها صورت نگرفته است، به همین دلیل بسیاری از سوالات مطرح در این زمینه بی پاسخ مانده اند.
به عنوان مثال دوام آنها چقدر است؟ این مسئله به خصوص برای بیو پارچه ها که به عنوان جایگزینی پایدارتر از چرم معرفی شده اند (چرم به دلیل ماندگاری بالا و زیبایی آن در طولانی مدت مشهور است)، از اهمیت بسیار بیشتری برخوردار است. در حال حاضر هیچگونه اطلاعات عمومی درباره ماندگاری و دوام این چرم های جدید وجود ندارد؛ بنابراین این سوال نیز در حال حاضر بی جواب مانده است.
پایان عمر این فرآورده ها نیز حوزه دیگری است که مملو از ابهام است. بسیاری از آنها به عنوان زیست تخریب پذیر به بازار عرضه می شوند، ولی اینکه آیا می توانید آنها را به کپه کود باغچه خود بیفزایید یا اینکه آنها برای تبدیل شدن به کمپوست به فرآیندهای صنعتی احتیاج دارند یا خیر، هنوز مشخص نیست. مطمئناً هنوز در مرحله ای نیستیم که مقامات محلی، مجموعه هایی برای تجزیه این فرآورده های زیستی در یک مقیاس وسیع مهیا نمایند، البته ممکن است این شرایط به مرور تغییر کند. همچنین مشخص نیست که آیا می توان این مواد را در قالب یک سیستم حلقه بسته کاملاً چرخه ای توسعه داد یا خیر. در این مورد هم باید منتظر ماند.
علاوه بر تاثیرات زیست محیطی آنها، جنبه اجتماعی شان نیز باید در نظر گرفته شود. از آنجاییکه از هر ۸ نفر بزرگسال در سراسر جهان یک نفر از آنان در صنعت مد مشغول به کار است (از کشت محصولات زراعی گرفته تا خیاطی و خرده فروشی)، پس بیشمار شغل در صورت رایج شدن بیو پارچه ها حتماً تحت تاثیر قرار خواهند گرفت.
در آخر این مطلب جهت جمع بندی مطالب به سخنان کارول کولت (Carole Collet)، استاد طراحی برای آینده ای پایدار (Design for Sustainable Futures) در کالج Central Saint Martins اشاره می گردد: «حتی اگر موفق شویم سیستم های رایج خطی تولید را به مدل های تولید چرخه ای زیست محور پایدارتر تبدیل کنیم، باز هم از سوی ذهنیت مصرف گرای افراد تهدید می شویم. بیو اقتصاد تنها در صورتی موفق می شود که رفتار مصرف کنندگان را نیز تغییر دهیم و به طور اساسی در مفهوم پیشرفت برای ایجاد یک بیو مدرنیته جدید که جامع، در هم تنیده و آگاه باشد، باید دوباره بیندیشیم».