Mikroben machen Kleidung umweltfreundlich

Natürlich gefärbte Zellulosefasern ersetzen laut KAIST-Ingenieuren herkömmliche Kunststoffe

Farbenspiel: Bakterien produzieren Fasern in allen Nuancen (Bild: pixabay.com)

Daejeon (pte021/03.12.2025/11:30)

San Yup Lee vom Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) und sein Team haben ein neues Verfahren zur umweltfreundlicheren Textilproduktion entwickelt. Dabei stellen zwei Arten von Bakterien in Zusammenarbeit gefärbte Zellulosefasern her, die sich anschließend zu Kleiderstoffen verweben lassen. Der gesamte Prozess findet in einem einzigen Behälter statt.

Deutlich besser für die Umwelt

"Die Textilindustrie ist heute auf synthetische Fasern auf Erdölbasis und Chemikalien zum Färben angewiesen, darunter Karzinogene, Schwermetalle und endokrine Disruptoren, die das Hormonsystem von Mensch und Tier beeinträchtigen. Diese Prozesse verursachen große Mengen an Treibhausgasen, verschlechtern die Wasserqualität und kontaminieren den Boden. Daher wollen wir eine bessere Lösung finden", so Lee.

Dass manipulierte Bakterien Zellulosefasern "spinnen" können, ist bekannt. Sie sind eine Alternative zu Nylon und Polyester. Diese werden zwar umweltneutral hergestellt, doch mit den klassischen Methoden gefärbt, was die Umwelt belastet. Die neuen Fasern weisen lebendige natürliche Pigmenten auf. Hierzu kooperieren zelluloseproduzierende und farbbildende Mikroben. Die natürlichen Farben liefern Violaceine, die von Grün bis Violett reichen, und Carotinoide, die die Nuancen Rot bis Gelb abdecken.

Bakterien waren unkooperativ

"Zunächst schlug das Vorhaben völlig fehl. Entweder war die Zelluloseproduktion viel geringer als erwartet oder es kam überhaupt keine Färbung zustande", erklärt Lee. Das Team hat herausgefunden, dass sich die Zellulose produzierenden Bakterien Komagataeibacter xylinusund und die farbbildenden Bakterien Escherichia coli aufgrund eines gentechnischen Eingriffs gegenseitig in ihrem Wachstum behinderten.

Durch Modifikation des Prozesses wurde das Problem gelöst. Um die Farben Grün bis Violett zu erreichen, haben sie die farbbildenden Bakterien erst hinzugefügt, nachdem die Zellulosebakterien bereits zu wachsen begonnen hatten. Beide erfüllten ihre Aufgabe, ohne sich zu behindern. Um Gelb bis Rot gefärbte Fasern zu erhalten, ließ das Team die Bakterien zunächst Zellulosefasern produzieren, die sie dann mit den pigmentbildenden Kulturen behandelten. So produzierten die Fasern in den Farben Violett, Marineblau, Blau, Grün, Gelb, Orange und Rot.

Verbraucher müssen umdenken

Um zu sehen, ob die Farben den Strapazen des Alltags standhalten, hat das Team die Materialien durch Waschen, Bleichen und Erhitzen sowie durch Einweichen in Säure und Lauge für die Alltagsnutzung getestet. Die meisten behielten ihre Farbtöne, und die Faser auf Violacein-Basis übertraf in Waschtests sogar synthetische Farbstoffe.

Um das Verfahren wettbewerbsfähig zu machen, muss es aber noch verbilligt werden, weil Kunststoffasern und die heutigen Färbetechniken sehr preiswert sind, halten die Wissenschaftler fest. Außerdem müssten auch die Verbraucher umdenken und umweltverträgliche Stoffe den heute genutzten vorziehen.

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