負碳時尚,藻類材質的無限可能

2020/11/02

棉花、大麻、樹皮、竹子,這些傳統上用來製作服裝的農作物在生長時會吸收大氣中CO2二氧化碳,轉化為生命所需的氧氣。人造纖維素材料(如:天絲、莫代爾)也源於植物,這些人造材料是由木漿製成…

文=黃晟睿.裴嬿

棉花、大麻、樹皮、竹子,這些傳統上用來製作服裝的農作物在生長時會吸收大氣中CO2二氧化碳,轉化為生命所需的氧氣。人造材料再生纖維素纖維(如:天絲、莫代爾)也源於植物,這些人造材料是由木漿製成的,然後將其轉化為純化的纖維素。
不過在進入製造程序後,大多數天然材料仍然是碳排放者。以世界上最常用的天然纖維棉製作的一件T-shirt為例:棉襯衫在生產中的碳足跡估計約為15公斤(33磅)二氧化碳,且其中多數的碳排放是產生在能源密集型生產和染色過程中。

近年來,環保觀念的興起,時尚業提出了許多不同於傳統的天然纖維提案,例如在東南亞當地師法祖先智慧、手工生產製造的蓮花絲(lotus silk),或是不少初創企業正開發利用各地特有植物(如仙人掌皮植物香蕉莖、橙皮、蘋果皮)、或是運用菌絲體、酵母和其他非傳統材料來製造人造素皮革,雖然以上這些都具有低碳足跡的發展潛力,但亦無法完全在服裝的整個生命週期內實現淨零排放,特別是衣服因為洗滌和烘乾過程往往也耗費了大量的碳足跡。

在緬甸、越南等國家有一種古老技藝,人們會蒐集廢棄蓮花莖,平均3到5根蓮莖中抽出的細絲可以紡成一根紗線,將細絲置於硬平面揉搓後,以手工機具紡織。蓮花纖維的平均纖維直徑僅有3至5微米,比棉麻都要纖細,品質與纖維素纖維相當,外觀則介於亞麻和粗絲之間,有一種不規則的質感。source:Loro Piana


 

充滿話題性的海藻纖維

所謂的“負碳”或“零碳”時尚,負碳是什麼呢?負碳是指產品碳足跡(carbon footprint)低於碳權量(carbon credit),也就是在產品生命週期,二氧化碳排放量被減碳活動產生的碳權抵銷後仍有餘額,例如商品碳足跡為0.7公斤,以1公斤碳權抵銷後,還有0.3公斤負碳餘額。以目前業界作法,多以植樹方式作為碳補償,但如果我們的衣服材料就可以捕捉CO2、自行光合作用呢?

隨著發展越來越成熟的海藻纖維,這一切變得越來越可能。
像棉花或大麻一樣,藻類通過光合作用從空氣中捕獲二氧化碳,微藻可捕獲的陽光是陸地植物的十倍,並且生長迅速,某些物種能夠在短短的幾個小時內繁殖增加一倍。
全球已知有30多萬種藻類品種,其中分布在海洋的海藻就超過22,000種,加上各種浮游藻物,不僅是水生動物主要的食物來源(海藻內含有碳水化合物、蛋白質/氨基酸、脂肪、纖維素和豐富礦物質),海藻世界也彷彿就像是一座海洋森林,大氣中穩定含有21%的氧氣,有60~80%的氧氣都來自於它們。
以傳統工藝角度來看,海藻看似柔軟,但海藻的纖維質大約占20%,所以只要能先分離出海藻中的纖維成分,也能像其他植物纖維一樣紡成紗,然後染色織布。
當然現今的科技不止於此,以業界所熟知的德國smartfiber AG推出的SeaCell™海藻纖維為例,其以lyocell纖維的生產製程為基礎,在紡絲溶液中加入研磨得很細的海藻粉末(小於3-9μm微米)予以抽絲而成,不僅可以大量生產,也可以上機織造。
更令人驚豔的是它的織物表現,據稱,這種材料比棉花更結實、柔韌,具天然防火功能,生物降解速度更快,且無需使用農藥或大面積土地,甚至還聲稱對皮膚具有舒緩和保濕作用。
目前全球主要生產海藻纖維的公司有:Vitadylan、Nanonic Inc.、Zegna Baruffa Lane Borgosesia、smartfiber AG、Qingdao Ge Cheng Jing Wei、AlgiKnit。

GREY Fashion Berlin影片。source:GREY Fashion Berlin / Youtube


以下我們就介紹幾種海藻纖維的最新發展:

 

海藻纖維的設計師合作計畫

Vitadylan™採用德國以lyocell纖維為基礎的專利製程技術,結合海藻、山毛櫸木(Modal纖維的原料)和鋅纖維,來捕獲海洋力量並運用在服裝上。
Vitadylan™纖維強調所有的採集與生產過程均符合環保生態標準,所使用的藻類均來自冰島峽灣純淨的生態區,每4年僅採集一次,而且嚴格控制採擷數量,以避免過度消耗自然資源。
海藻乾燥後,使用特殊的氣流粉碎機進行精細研磨,並採用德國專利技術將海藻粉末融入纖維中,以保留海藻豐富的維生素、礦物質和微量元素。

該公司表示,海藻纖維目前多運用於貼身內衣、運動服裝、衛生保健、與生物醫學市場,這是因為藻類含抗氧化劑以及天然海洋維生素(A、C、E),可保護皮膚免受自由基損害。
此外,Vitadylan™包含醫用氧化鋅,對皮膚友好且抗炎,尤其有助於患有敏感皮膚或皮膚疾病的人。鋅可能是對人類健康最重要的微量元素之一。氧化鋅可保護皮膚免受有害的UVA和UVB射線的傷害,這些射線會損害我們的皮膚細胞。除了對皮膚有益之外,氧化鋅還具有抗菌和消除異味的特性,可以使織物長時間穿著也不會產生臭味。
而最特別的是Vitadylan與只做灰色服裝的品牌GREY Fashion合作推出設計師計畫,只要使用Vitadylan海藻纖維提出新穎有趣的女裝設計,即可贏得500歐元獎勵,如成功於GREY Fashion店內銷售,設計師則可獲得銷售凈額20%的分潤(且作品不限於在GREY Fashion通路銷售,設計師亦可於自有的銷售管道販售)。

Vitadylan™製成示意圖。source:GREY Fashion Berlin

 

 

會行光合作用的藻類布料與塗層

有聽過能製造氧氣、會呼吸的衣服嗎?加拿大設計師Roya Aghighi與英屬哥倫比亞大學(UBC)的科學家合作,發明了一種名為Biogarmentry的可生物降解生物活性布料,Biogarmentry是由藻類所製成,可以行光合作用,淨化周圍的空氣,只需要每週對它噴灑一次水分,服裝壽命至少長達一個月。
Biogarmentry將萊茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii,一種單細胞綠藻)與納米聚合物一起紡絲,混合出一種質地類似亞麻的新織品,而且它在陽光下能自主進行光合作用,將空氣中的二氧化碳轉化為氧氣。
Biogarmentry讓穿衣服就像養一顆植物,不只會呼吸,Biogarmentry也有一定的“壽命”(平均一個月),它不須水洗,只需每週定期澆水,不穿後,Biogarmentry也可以被製成堆肥,不產生任何廢棄物。
哥倫比亞大學聲稱這是第一個可進行光合作用的紡織品,並將這種材料製成了一件像斗篷一樣的透明服裝。儘管這種會呼吸的衣服原型仍處於研究和設計的早期階段,尚未實現批量生產,但它們向時裝業提出了挑戰,要求時尚服飾產業重新構想,通過替代面料減少生產服裝產業所產生的龐大碳足蹟。

 

Biogarmentry讓穿衣服就像養一顆植物,要澆水,會呼吸。source:Roya Aghighi

倫敦的一家新創公司Post Carbon Lab,運用相同原理以藻類等微生物開發出具有光合作用的塗層,只要在織物上塗一層活性生物體,即可吸收二氧化碳並釋放氧氣,將碳轉化為糖。
Post Carbon Lab並入圍2020歐洲社會創新大賽決賽(冠軍將於11月26日公佈)。來自台灣的共同創始人之一林典蓁(Dian-Jen Lin)說,一件大號T恤用材將近一平方公尺,產生的氧氣與六歲的橡樹差不多。而且這種藻類塗層不只能用在服裝,還可用於鞋、背包、窗簾、枕頭套、雨傘和建築雨棚。
與Biogarmentry相同,洗衣機會傷害藻類,林典蓁與共同創辦人Hannes Hulstaert建議只能小心手洗。此外,林典蓁也提醒,藻類需要光和二氧化碳,因此不能放在黑暗的衣櫥中,必須兼具通風與採光,經常接觸潮濕的空氣(例如在雨天打開窗戶),也不建議將這種塗料使用在內衣上,因為它更適合風衣或夾克,可以塗整件也可以塗局部。
有趣的是,但是當塗層中的藻類對環境不滿意,不喜歡光線或溫度,可能會改變顏色,林典蓁說明,藻類大多數時間是綠色的,健康的時候是深棕綠色或橙綠色;但如果環境不適合,它可能會變成黃色、橙色、棕色、紫色或白色,甚至透明。

Post Carbon Lab開發的藻類塗層可以不同材質搭配,並已與時裝設計師如Olivia Rubens進行產品開發。source:Post Carbon Lab

不僅材料開發業者開始將目光放在藻類,越來越多設計師從原料源頭開始思索服裝的永續性。除了上述正將Post Carbon Lab產品運用在針織服裝上的Olivia Rubens,紐約設計師Charlotte McCurdy也於去年開始研究了藻類的可能性及其捕集碳的能力,利用藻類(嚴格來說是純素食品常使用的藻粉)和其他可生物降解的成分,製作藻類生物塑膠。
Charlotte McCurdy說,她與玻璃工藝師傅合作,找到一種加熱再冷卻藻類,使其變成透明狀的方法。藻類通過加熱結合在一起,倒入定製的模具,然後在固化後,於藻類塑膠塗上一層薄薄的、完全以植物為基礎的防水蠟,以提高其防水性能。

Charlotte McCurdy運用藻類開發的透明防水外套。source:Charlotte McCurdy

 

如果您還覺得上述的藻類生物服裝,似乎離我們的日常生活還太遠。事實上,市面上已經有很多時尚品牌正推動生物技術在時尚圈的商業化進展。
Vollebak取材木漿纖維,及在生物反應器中生長的藻類,製造出植物藻T恤。該T恤上大面積的白色就是木漿的原始顏色,印刷的圖案則是以植物藻取代(植物藻除了綠色,也有紅、橙、藍、紫色等可選用)。
同理,藻類離開水之後就不能生存,如未持續灑水,T恤上的綠色印花會於一周後慢慢成黃色。而當不再需要這件T恤時,可以將它丟到花園或作堆肥,一般而言家居堆肥需要8星期,堆在泥土內就需要12星期即可完成生物降解。

Vollebak的植物藻T恤,上面的印花就是藻類。source:Vollebak

 

 

用海藻製作的發泡塑膠鞋

受全球暖化的影響,自然生成海藻開始流行,不僅是服裝,目前在鞋類上的發展也許更快一步,包括肯爺Kanye West與adidas合作的品牌YEEZY,於今年新推出的Yeezy Foam Runner環保洞洞鞋,即採用藻類環保發泡材質,減少鞋品類別的塑膠用量,從而達到雙贏。
一體成形的Yeezy Foam Runner,以藻類為材質。source:Yeezy

 

一體成形的Yeezy Foam Runner,以藻類為材質。source:Yeezy / Twitter

 

加拿大品牌Native Shoes以藻類生物為原料,混合石化材料EVA(ethylene-vinyl acetat的縮寫),用這種柔軟、類似於橡膠的生質塑膠材質,作為運動鞋的緩衝中底,以及整個鞋身。
Native Shoes採用由環保材質公司Bloom開發的新型材料“Bloom Foam”,從湖水中濾出過度生長的藻類,以解決優養化水源問題。Native Shoes表示,每製造一雙這樣的鞋子就相當於淨化了80公升的湖水,並且減少了相當於15顆氣球容量的二氧化碳進入大氣。
而一旦使用壽命鞋子到期,還可以利用品牌的鞋履回收利用計畫The Remix Project,將鞋子重新清潔、分揀、切割,製作成社區兒童遊樂場橡膠地板、座椅靠墊和房屋外部保溫板等產品。

從淨化湖水角度開發的Native Shoes綠藻系列。source:Native Shoes

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