仿生染色技术

        天然色素在生物体中的功能非常重要，对现代染色，特别是生态染色具有重要的启发作用。生物中色素都有自己的特殊作用，这种作用往往并不是颜色，而是一些特殊功能。此外，生物色素可稳定地分布在生物体的组织中，它们和相邻的组分都有很好的相容性或相关性。这些特点对染料生产和染色加工具有重要的指导作用，模仿生物中色素的结构、分布和功能，进行仿生染色，将是一种新的生态染色途径。    

        开发仿生的新型染料或色素随着石油化工的发展，合成染料有了飞速的发展，几乎全部取代了天然染料。然而，人工合成的染料、中间体和原料中，有些不仅对生物，也对地球生态环境有害，因此，目前“禁用染料”、    “环境激素”已被禁止生产和应用。由于天然色素，特别是生物色素是地球上生物长期进化而来的，保持着生态平衡，对生物危害很小或没有危害。因此，近年来人们又着重于利用天然色素来染色。但是天然色素直接应用也存在不少问题，所以更有效的途径是人工合成具有生物色素功能的染料。事实上，许多合成染料具有天然色素相似的结构，例如酞菁颜料或染料，它的基本发色体系和叶绿素很相似，和血红素也相近，只是中心金属原子和芳环结构不同。又如动物黑色素的基本结构和某些靛类染料及其中间体的基本结构很接近。虽然许多天然色素的染色性能差，例如亲和力低，耐光、耐洗、牢度差等不足，但是也有不少生物色素具有比合成染料更高的牢度，例如动物的黑色素，它远比人工合成的各类染发色素牢度要好。仿生颜料或染料不是简单模仿合成天然色素，而是在天然色素的基础上，开发新的一类生态染料。这可以通过分子设计来合成，也可以通过基因技术来生化合成，不管哪种途径，应先弄清生物色素的形成、结构、分布和功能。  

        开发仿生的染色技术生物中的色素在生物中有很好的相容性，有的就是生物的基本组成。这种良好的相容性虽然是在生化过程中完成的，但对纺织纤维染色仍具有重要的启示作用。色素在生物中良好的相容性，一方面是色素中除了发色体系外，还具有和周边组成可以充分结合的结构。色素以各种不同结构，在生物中通过不同形式与生物体中不同组成结合，而不是简单地分散在生物体中，这种结合原理应用于染色加工，就可大大改善染料的结合状态，甚至使一些无法染色的染料也能上染纤维。近几年来研究的所谓分散染料“增溶染色”就是基于这种设想而开发的。  

        助剂增溶染色是对纤维进行了助剂改性，是不改变纤维的化学结构，增溶后的纤维染色性能，不仅决定于纤维本身，还决定于和纤维紧密结合的助剂。基于这种原理，科研人员还改善了分散染料染氨纶、锦纶和蚕丝的染色性能。由于所用的助剂是对人类、环境无害的，而其原理和生物色素的分布很相似，所以可以认为这是…—种仿生染色的雏型。  

        近代人们对染料的光、电、生物等功能日益重视，并且逐步形成一类染料，即功能染料。它们吸附很少的能量，可产生某些特殊的功能，有很高的效率。它们价值极高，经济效益显著。研究生物色素的功能对开发多功能的纺织产品具有很重要的启示作用。研究生物色素及其功能属现代高新科技领域，在当前大力开发生态染整，研究生物色素的结构、分布和功能，是非常有必要的。无论是开发工作，还是在染整中的应用，目前还是刚起步，有待今后进—步加强。