藍莓果皮蠟質塗層，可望成就新一代永續、生物相容染色劑

英國布里斯托大學（University of Bristol）的研究團隊成功複製藍莓、黑莓等深色水果的蠟質塗層，這將有助於更永續染色劑的研發，並廣泛投入紡織品等領域。

上述團隊由Rox Middleton領導。他們研究的一大重點，源自對藍莓的疑問：藍莓表皮的色素成分為深紅色，但為何最終呈現出的是藍黑色？Middleton在Science Advances期刊上發表了相關研究成果，解釋藍莓的藍色主要由環繞水果周圍的一層蠟構成，這層蠟的基礎是「能散射藍光和紫外線的微型結構」。

因為這樣，從人眼和能以視覺辨識藍紫外線的鳥類眼中，藍莓看起來是藍色的，而藍紫外線的色差/色散反射（chromatic blue-UV reflectance），則源自藍莓表皮蠟隨機排列的晶體結構與光線的相互作用。

Middleton說：「蠟積聚在藍莓果實表面、進行自主組成（self-assembles），產出用來建構塗層的晶體。如今，我們在實驗室的控制環境與條件下，將蠟質材料進行重結晶作用（recrystallisation），也能重現藍莓等果實的外觀呈現。」

研究小組針對蠟花（wax bloom）進行重結晶反應，促使材料自我建構、產生藍色外觀。Middleton指出：「經研究證明，水果具備藍色皮下色素，並非水果最終呈現藍色的必要原因。」

Middleton補充：「此外，儘管形態各異，但在廣泛的物種範圍內，我們都觀察到類似的趨同光學特性（convergent optical properties）。這種表皮蠟可望成為未來生物工程學的要素，因為這類光學生物材料不但永續且生物相容，也具備可自我組成、清潔、修復等特性。」

研究小組分析，上述光學特性在各種水果中普遍存在、使水果呈現藍色，其中以西洋李（damsons）和杜松子（juniper berries）尤其明顯。相關果實中的超薄著色劑，厚度僅約兩微米，儘管反射率較低，但很有機會為新一代的著色劑配方打下重要基礎。

研究小組正積極尋求更簡便的方法，以再製並應用兼具永續與生物相容性的紫外線、藍色反射塗層。

Middleton表示：「這種塗料目前還處於實驗室測試階段，應用於紡織產業的明確範疇，還有待科學觀察證明，但我們對此頗具信心。」

到目前為止，布里斯托大學的科學家已經在卡片、玻璃和矽材料上測試了來自藍莓的塗層，但尚未進行紡織物測試，而這也是研究團隊的重點目標。

儘管有待進一步的研究，但一旦實驗室培育的果蠟色素可投入紡織品著色劑及染料，那就可望在永續、商業量產等方面，對紡織供應鏈帶來重大影響。

生物材料是材料科學的關鍵發展方向，以永續、生物相容為主軸的相關工程，存在巨大的應用價值。目前，聚焦纖維素的光學和自我組成研究，已經造就不少塗層、感測器和著色劑領域的創新。

Middleton補充說：「我們的研究成果若成功投產，代表未來用非藍色材料，也能產出效果相同的藍色塗層。同時其植物特性，也將提高服裝製造業原料端的永續價值。」

資料來源：WTiN