Coloration des vêtements avec des bactéries

Aimes-tu porter des vêtements brillants et colorés? Ou les couleurs foncées ou mates sont-elles plus à ton goût? Les gens peuvent fabriquer des vêtements dans à peu près toutes les couleurs imaginables. T’es-tu déjà demandé d’où viennent ces couleurs?

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Une photographie en couleur est remplie de dizaines d’écharpes colorées.

Les écharpes sont disposées en trois rangées, comme si elles étaient suspendues sur un portant à vêtements. Les écharpes de la rangée supérieure ont des franges et des motifs d’étoiles, de losanges, de rayures, etc. aux couleurs vives. Celles au centre ont des couleurs unies, certaines avec des bords volantés et d’autres avec des franges. Celles de la rangée inférieure ont des motifs de fleurs dans une diversité de tailles et de styles.

Qu’est-ce qui donne sa couleur aux vêtements?

La plupart des vêtements de nos jours sont colorés à l’aide de colorants synthétiques. Un colorant est quelque chose qui colore des matériaux comme le papier, le plastique, le cuir et le tissu. Les colorants réagissent chimiquement avec les matériaux sur lesquels ils sont appliqués. Cela empêche la couleur de se délaver.

Dans le passé, les gens teignaient le fil, le tissu et les vêtements en utilisant ce qu’ils avaient sous la main. Cela incluait les plantes, les animaux et les minéraux. Ils utilisaient de nombreuses parties de plantes, y compris les racines, les baies, les feuilles, l’écorce et le bois, pour fabriquer des colorants. Les colorants fabriqués à partir de matériaux naturels sont souvent appelés colorants naturels.

La fabrication de colorants naturels prend beaucoup de temps. Parfois, cela peut aussi coûter cher. Cela peut aussi nécessiter beaucoup d’eau et de terres.

Les colorants synthétiques

Au milieu des années 1800, un chimiste anglais de 18 ans, nommé William Henry Perkin, a fait des expérimentations avec du goudron de houille dans l’espoir de trouver un remède contre la malaria. Le goudron de houille est un liquide épais et collant qui reste lorsque le charbon est chauffé. Il n’a pas trouvé de remède contre la malaria, mais il a créé un liquide huileux qui a laissé des taches violettes sur le tissu. Les scientifiques pensent que c’était le premier colorant synthétique au monde. Un colorant synthétique est un colorant produit chimiquement.

Le savais-tu?

La couleur du colorant de Perkin était connue sous le nom de mauve en Angleterre, d’après le nom français de la fleur de mauve. Les chimistes l’ont désigné plus tard sous le nom de mauvéine.

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L’image montre un carré de couleur mauve foncé uni.

Le colorant de Perkin s’est avéré très populaire. Bientôt, les chimistes ont commencé à expérimenter pour trouver de nouvelles couleurs. Dans les années 1860, les colorants synthétiques étaient très prisés et tout un arc-en-ciel de couleurs était disponible.

Aujourd’hui, presque tous les colorants utilisés pour colorer les vêtements sont synthétiques. Les colorants synthétiques sont utilisés pour les raisons suivantes :

• Ils peuvent produire des couleurs vives.
• Ils ne s’estompent pas facilement à la lumière.
• Ils sont peu coûteux à fabriquer.
• Ils ne se délaveront pas.
• Ils peuvent colorer les tissus synthétiques comme le polyester et le nylon, contrairement aux colorants naturels. 

Le savais-tu?

On estime que jusqu’à 200 000 tonnes de colorants synthétiques sont produites chaque année pour l’industrie textile.

Les problèmes avec les colorants synthétiques 

Aussi populaires qu’ils soient, les colorants synthétiques posent de sérieux risques pour la santé des personnes et de l’environnement. Les déversements des usines de teinture de textiles peuvent polluer les systèmes aquatiques et nuire aux écosystèmes.

Les colorants synthétiques peuvent également avoir un impact sur la santé humaine. Les colorants, comme les colorants azoïques, sont très toxiques et peuvent endommager les cellules. Ces dommages peuvent causer des problèmes au système immunitaire des gens. Ils peuvent même mener au cancer. Certains colorants contiennent aussi des métaux lourds. Ceux-ci peuvent entraîner des troubles de l’apprentissage et des maladies rénales.

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Une photographie en couleur montre deux personnes avec leurs mains dans une cuve de liquide bleu.

Le colorant remplit la moitié inférieure de la photographie. Il s’agit d’un liquide bleu foncé avec des amas de mousse bleu profond sur toute la surface. Deux personnes se tiennent derrière le bord de la cuve, avec leurs mains dans la teinture. Leurs longs cheveux noirs sont attachés derrière. Elles portent toutes deux un tablier et de longs gants de caoutchouc vert. La personne à droite sort de la cuve une matière bleue mouillée et brillante.

L’arrière-plan ressemble à une usine ou à un entrepôt. C’est un grand espace lumineux peint en blanc.

En raison de ces préoccupations, les colorants naturels font un retour en force. Mais ce ne sont pas seulement les animaux et plantes éprouvés depuis longtemps qui sont utilisés. Les bactéries constituent une source nouvelle et inhabituelle de colorants.

Pourquoi les bactéries?

La plupart des êtres vivants ont des cellules qui peuvent produire des pigments. Par exemple, les humains produisent de la mélanine. C’est ce qui donne à notre peau, à nos yeux et à nos cheveux leurs couleurs. Les pigments ne nous donnent pas seulement la couleur, ils peuvent aussi nous protéger. La mélanine dans notre peau et nos yeux aide à nous protéger des rayons UV nocifs.

Le savais-tu?

L’eumélanine est le pigment associé à des couleurs plus foncées, comme le brun et le noir, dans notre peau et nos cheveux. La phéomélanine est associée à d’autres couleurs, comme le rouge, le rose et le jaune.

Tout comme les personnes, les bactéries produisent des pigments pour leur permettre de survivre. Les pigments produits par les bactéries les aident à vivre dans des environnements où les niveaux de température, de pH et de rayonnement sont extrêmes. Les pigments aident également certaines bactéries à effectuer la photosynthèse.

Le savais-tu?

Les cyanobactéries et les bactéries sulfureuses pourpres et vertes sont deux types de bactéries qui effectuent la photosynthèse. Leurs pigments absorbent l’énergie du soleil, qu’elles transforment en une forme d’énergie qu’elles peuvent utiliser.

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Une photographie en couleur montre plusieurs couches de bleu sarcelle, de bleu et de vert.

D’épaisses bandes de couleurs suivent la forme d’un rivage de gravier au bas de la photo. La première est de couleur sarcelle vif. La deuxième est bleu vif. La troisième est vert vif. Le reste de l’eau semble être recouvert d’une boue d’un vert légèrement plus foncé.

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Une photographie en couleur est remplie de nuances tachetées de rose, de pourpre et de vert.

La matière a une texture qui ressemble à des algues ou à de la mousse. Elle est tachetée de violet foncé, de brun, d’or, de vert, de rose et pourpre. De fines traînées de poudre blanche traversent l’image principale, comme des marques sur le verre.

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Une photographie en couleur montre des pigments jaunes et verts dans l’eau.

Au centre de la photographie se trouve un trou marin profond et étroit. Les bords du trou sont vert vif avec une texture semblable à d’épais nuages. Sur le pourtour du trou, un anneau épais jaune foncé s’assombrit jusqu’à devenir or sur les bords. Cet or s’infiltre dans d’étroits ruisselets sur la surface qui l’entoure. Celle-ci est blanche, avec de la glace ou des algues.

Des collines basses, des arbres à feuillage persistant et une bande de ciel bleu sont visibles en arrière-plan.

Voici quelques exemples de bactéries et de pigments qu’elles produisent. Les colonnes de droite décrivent leurs habitats et les rôles que jouent les pigments.

Le savais-tu?

Des scientifiques ont même utilisé certaines bactéries pour décomposer des colorants synthétiques (en anglais) présents dans l’environnement.

Comment les bactéries peuvent-elles être utilisées pour la teinture des vêtements?

Un certain nombre de pigments produits par les bactéries peuvent être utilisés comme colorants. Lorsque les scientifiques ont commencé à utiliser des colorants bactériens, ils ont procédé à la culture des bactéries directement sur le tissu.

Avec cette méthode de « teinture vivante », chaque lot de tissu est unique. Leurs motifs reflètent la façon dont les colonies bactériennes se développent. L’avantage de la teinture vivante est que le tissu n’a pas besoin de produits chimiques nocifs ou de prétraitement. Elle nécessite également très peu d’eau et d’énergie.

Mais jusqu’à présent, cette méthode n’a été utilisée que dans les laboratoires, car certaines bactéries peuvent être nocives pour les gens. La teinture vivante doit également être effectuée de manière à ne pas introduire accidentellement d’autres types de microorganismes sur le tissu. Il serait difficile d’utiliser cette méthode à grande échelle.

L’avenir de la teinture bactérienne

Un certain nombre d’entreprises s’intéressent à l’ingénierie génétique des bactéries pour la production de pigments. Par exemple, Ginkgo Bioworks modifie des souches de bactéries pour produire le pigment violacéine.

Colorifix (en anglais) cultive et utilise désormais des bactéries à grande échelle. Voici comment ils procèdent.

1. Trouver une couleur dans la nature qu’ils veulent créer comme pigment.
2. Identifier le code ADN produisant cette couleur spécifique.
3. Modifier les microbes pour produire le pigment qu’ils contiendraient dans la nature.
4. Expédier environ 5 mL de bactéries à une teinturerie ou à une usine.
5. Cultiver les bactéries à la teinturerie ou à l’usine à l’aide d’un fermenteur. Un fermenteur est un grand réservoir où les bactéries peuvent se développer et se multiplier très rapidement. Les cellules bactériennes produisent le pigment. Il ne faut que 18 à 24 heures pour fabriquer une grande quantité du mélange de pigments.
6. Teindre le tissu en utilisant le mélange de pigments dans une machine de teinture standard.

Quels sont les avantages d’utiliser des bactéries?

• Contrairement aux colorants synthétiques, les pigments produits par les bactéries sont non toxiques et biodégradables.
• En raison de la façon dont ils sont cultivés, les pigments des bactéries s’attachent au tissu sans requérir l’usage de fixateurs agressifs. Les fixateurs sont des produits chimiques qui aident les colorants et les pigments à adhérer au tissu, afin qu’ils ne se délavent pas.
• Contrairement à d’autres pigments naturels, la culture des bactéries est bon marché, leur multiplication se fait rapidement et leur production ne nécessite pas de terres.
• En prime, de nombreux pigments de bactéries peuvent tuer les microorganismes et même aider à traiter le cancer!

Alors que le monde se préoccupe de plus en plus de la durabilité, l’avenir des colorants et des pigments pourrait provenir des bactéries minuscules mais puissantes.