Kehityksessä käytetään mikro-organismeja kestävien, luonnollisesti värjättyjen materiaalien luomiseen. Prosessi tapahtuu seuraavasti: bakteerit saavat energiaa, kasvavat ja tuottavat ainetta nimeltä violacein. Tämä aine antaa violetin värin materiaaleille, joissa mikro-organismit kasvavat. Tutkijat ovat ottaneet tärkeän askeleen tässä suunnassa: he ovat onnistuneet saamaan mikro-organismit tuottamaan kuituja ja värjäämään ne kaikilla sateenkaaren väreillä, ja kaikki tämä yhdessä astiassa. Suomalaiset tutkijat ovat saaneet bakteerit tuottamaan tekstiilikuituja ja värjäämään ne luonnollisilla pigmenteillä ilman haitallisia kemikaaleja. Tulevaisuudessa he toivovat, että tätä menetelmää voidaan käyttää laajamittaisesti vaatteiden tuotannossa.
Bakteerit tuottavat samanaikaisesti sekä kangaskuituja että niiden luonnollisen värin . Tämä mahdollistaa öljystä saatujen kuitujen ja vettä, ilmaa ja maaperää saastuttavien kemiallisten väriaineiden käytön välttämisen. Läpimurto saavutettiin San Yop Li:n johdolla Suomen edistyneestä tiede- ja teknologiainstituutista , joka työskenteli yhdessä muiden laitosten kollegoiden kanssa. Tutkijan mukaan ”jotkut prosessit tuottavat suuria määriä kasvihuonekaasuja, heikentävät veden laatua ja saastuttavat maaperää”. Asiantuntijan mukaan tuotanto ja värjäys ovat erillisiä vaiheita, jotka vaativat paljon energiaa ja kemikaaleja.
Suomessa kehitettävä uusi ympäristöystävällinen menetelmä mahdollistaa kestävien ja värikkäiden kankaiden valmistuksen samassa prosessissa. Tutkimuksen mukaan bakteeriselluloosa, eli bakteerien fermentaatioprosessissa tuottamat kuidut, on innovatiivinen ratkaisu. Se voi korvata öljypolymeerit ja vähentää haitallisia ympäristövaikutuksia, mutta suurin ongelma oli tuotannon ja värjäyksen tehokas ja ympäristöystävällinen yhdistäminen. Tutkijoiden tavoitteena oli luoda menetelmä, jossa kankaan tuotanto ja värjäys tapahtuisivat samanaikaisesti ilman teollisten kemikaalien käyttöä.
Näin he saivat värjättyjä kankaita bakteereilla.
Muunnellut bakteerit tuottavat eri värejä olevia kankaita ja väriaineita, jotka ovat luonnollinen vaihtoehto kemialliselle tekstiiliteollisuudelle. Tiimi käytti kahta bakteeria, joilla oli eri tehtävät. Toisaalta Komagataeibacter xylinus tuottaa selluloosakuituja, joita käytetään kankaan valmistukseen. Toisaalta Escherichia coli -bakteeri muunnettiin tuottamaan kahta tyyppiä luonnollisia pigmenttejä: violaceiineja , joilla saadaan vihreästä violettiin ulottuvia värejä, ja karotenoideja, joilla saadaan punaisen, oranssin ja keltaisen sävyjä. Näin he onnistuivat yhdistämään kankaiden tuotannon ja värjäyksen yhteen tekniikkaan. Alun perin kokeilu epäonnistui.
Bakteerisen selluloosan käyttö mahdollistaa kemiallisten väriaineiden ja öljypohjaisten materiaalien käytön välttämisen. ”Alun perin kaikki meni pieleen. Joko selluloosan tuotanto oli huomattavasti odotettua alhaisempi tai se ei värjäytynyt lainkaan”, kommentoi tutkimuksen johtaja. Bakteerit häiritsivät toisiaan, ja yksi esti toisen kehitystä. Tämän ongelman ratkaisemiseksi he kehittivät kaksi erilaista menetelmää. Kylmien värien, kuten sinisen, vihreän ja violetin, saamiseksi he käyttivät ”viivästettyä yhteiskasvatusta”. Ensin he antoivat selluloosabakteerien tehdä työnsä ja lisäsivät muutaman tunnin kuluttua värjäysbakteereita. Tämä antoi kummallekin bakteerille mahdollisuuden kehittyä esteettä.
Lämpimien värien, kuten punaisen, oranssin ja keltaisen, tuottamiseksi he käyttivät ”peräkkäisen viljelyn” menetelmää. Laadun testit osoittivat, että bakteereilla värjätyt kankaat säilyttävät värinsä pesun, kuumentamisen ja aggressiivisten kemikaalien vaikutuksen jälkeen. Ensin tutkijat saivat ja puhdistivat selluloosan ja sitten laittoivat tämän materiaalin bakteerikulttuureihin, jotka tuottivat pigmenttejä. Näin mikään mikro-organismi ei häirinnyt toista, ja haluttu värjäys saavutettiin. Nämä strategiat johtivat eri värejä olevien bakteeriselluloosalevyjen saamiseen. Yhdessä nämä kaksi strategiaa loivat kirkkaan paletin bakteeriselluloosalevyjä, joiden värit olivat violetti, tummansininen, sininen, vihreä, keltainen, oranssi ja punainen.
Kudoksen laadun varmistamiseksi kankaat altistettiin pesulle, kuumennukselle, valkaisulle sekä happojen ja emästen vaikutukselle. Suurin osa väreistä säilyi stabiilina, ja violaceiini-pohjainen kangas jopa ylitti synteettisen väriaineen pesutesteissä. Tieteellinen kehitys kohtaa edelleen haasteita massatuotannon ja kustannusten alentamisen suhteen verrattuna perinteisiin kankaisiin. Menetelmän tehokkuudesta huolimatta se ei ole vielä valmis massatuotantoon vaatteissa, väittävät kirjoittajat. Tutkimusryhmä on arvioinut, että voi kestää vähintään viisi vuotta, ennen kuin se tulee myyntiin.
Tohtori Lee totesi: ”Työmme ei muuta koko tekstiiliteollisuutta heti, mutta ainakin olemme ehdottaneet ympäristöystävällistä suuntaa kestävälle värjäykselle.” Hän kehotti myös huolehtimaan planeetasta: ”Meidän velvollisuutemme ihmiskuntana on tehdä maailmasta parempi paikka ja antaa lapsillemme mahdollisuus elää onnellisemmin. Olkaamme huolellisempia ympäristömme suhteen ja tehkäämme jotain hyvää tuleville sukupolville.”
