[01386161]彩色棉纤维中的色素类型及其显色机理

浙江是个纺织大省,也是个用棉大省,棉花对浙江的发展很重要。 棉花是世界上最重要的纤维作物,其纤维通常是白色的,而纺织品因审美需要往往被染成五彩缤纷的颜色。本项目研究的是另一种无需染色的棉花--彩色棉。相对于通常所说的白色棉而言,彩色棉是一种纤维具有除白色以外其它天然颜色的棉花,故也称“有色棉”。常见彩色棉的纤维颜色有棕色、绿色、黄色、灰色等,其中棕色和绿色是目前生产上最常见的两种,每种按颜色深浅又可分若干不同系列,如棕色还可分为深棕、棕、浅棕等系列。 彩色棉无需染色,不但可节省印染方面的生产成本,更重要的是可避免由印染引起的环境污染。众所周知,传统的纺织印染业是一个用水量大、能耗高、污染严重的行业。据测算（张镁等,2005）,印染加工的织物与所排放的废水重量比高达1：150～1：200;我国印染业1年的用水,约等于5个数十万人口的中型城市居民1年的生活用水;印染废水含多种有毒化学物质,污染严重,若要达到回用标准,治理费用相当于城市用水价格的4～5倍。因此,作为用水大户、污染大户的印染业,进行“绿色革命”迫在眉睫。彩色棉的应用,可减少乃至省略染色加工工序,不但使每吨纺织产品节约染色加工成本,而且降低了对水资源的浪费和污染,还可避免因染色而残留在织品（特别是服装）中的偶氮染料、甲醛、荧光剂、重金属和合成染料等有毒物质对人体的危害。因此彩色棉是“绿色纺织品”的重要原料。对于目前因严重环境污染引起的严重缺水的中国而言,研究、开发和利用彩色棉具有更深远的意义。 由于具有上述独特优势,彩色棉已成为棉纺织行业中有竞争力的新生长点,我国也成了世界上最大的彩色棉生产国。但是,彩色棉生产的发展仍不快,近年来甚至有下降的趋势。追其原因,主要有二方面：一是彩色棉的颜色单一,目前可利用的只有棕色和绿色,远不能满足人们对五彩缤纷颜色的要求;二是颜色稳定性较差,给纺织品的调色和固色带来困难。因而,纺织业对彩色棉的兴趣有所下降,使彩色棉的价格优势不明显,棉农种植的积极性受到影响。 显然,回答“决定纤维颜色是何种色素？色素的生物合成和显色机制如何？”这两个问题,是解决彩色棉存在问题的关键。 为此,我们项目组在国家自然科学基金、浙江省科技厅和国家教育部的资助下,先后设立了“彩色棉的纤维色素与品质形成机理”,“彩色长绒棉的分子育种研究”和“彩色三系杂交棉的优势与利用”等课题,进行了长达约15年的研究。重点围绕“纤维颜色”这一主题,系统和深入地研究了彩色棉纤维色素的生物合成、积累和显色机理。发表学术论文30余篇,著《彩色棉》一书（2013年,北京：科学出版社）。经查询,本项目如此系统和深入的研究,在国际上尚属首次。其结果不但对彩色棉育种、纺织品调色和固色有良好的指导意义,而且对其它植物的色素研究也有一定的参考价值。