曾是罗马皇帝专享的奢华金色丝绸,如今已被现代科学家重新创造出来。
在一项发表于《先进材料》(Advanced Materials)的研究中,韩国浦项科技大学(POSTECH)的研究团队宣布,他们已成功复原了被称为“海丝绸”的已有 2000 年历史的纺织品。他们通过使用在韩国海岸养殖的常见扇贝(pen shell)的丝线,实现了这一目标。该团队的工作还解释了这种材料独特的金色光泽以及其历经千年而不褪色的特性。
海丝绸是古罗马的一种历史悠久的奢华纺织品,曾专供皇帝和教皇等人物的服装。这种纺织品由大型地中海软体动物“扇贝”(Pinna nobilis)用于固着的足丝(byssal threads)制成,因其轻巧耐用而备受推崇。其最显著的特点是永不褪色的金色光泽。如今,由于海洋污染和过度捕捞,扇贝已濒临灭绝,其捕捞已被禁止。
研究团队负责人黄东洙(Hwang Dong Soo)教授解释说:“在整个欧洲,只有一位工匠仍然被允许为制作海丝绸而捕捞和处理扇贝。通过与这位工匠以及德国马克斯·普朗克研究所合作,我们获得了宝贵的样本用于比较研究。”

为了寻找扇贝(Pinna nobilis)的替代品,POSTECH 团队研究了在韩国海岸常见养殖的扇贝(Atrina pectinata)。传统上,这些扇贝的足丝被视为食品工业的无价值副产品而被丢弃。
虽然它们的欧洲近亲能产生长而坚韧的丝线,但韩国扇贝体型较小,其丝线也较短,这是它们在研究中很大程度上被忽视的原因。然而,POSTECH 团队发现这种副产品是一种合适的替代品。“我们关注的是它们核心的相似性,”黄教授解释道,“这两种软体动物属于同一科,它们的 X 射线晶体结构和蛋白质序列几乎相同。”
但复原之路也面临着挑战。最主要的障碍是后勤:如何获取原材料本身。
黄教授回忆道:“我们不得不请求渔民单独收集那些他们通常会扔掉的足丝。仅仅是为了收集我们研究所需的量,我们就不得不向扇贝养殖场的渔业合作社负责人提出了特别的请求。”


扇贝。
下图:用扇贝制成的海丝绸被加工成细粉。
致谢:POSTECH
经过多年的努力,终于取得了突破。第一作者崔智敏(Choi Jimin)教授最终解开了长期困扰黄教授的谜团,为这种丝绸的特性提供了实验解释。他们发现其灿烂的色泽并非来自染料,而是“结构色”——一种材料的微观结构本身产生颜色的现象,类似于蝴蝶翅膀的虹彩光泽。
在海丝绸中,这种微观结构由一种被称为“光子蛋白”(Photonin)的球状蛋白质组成。这些蛋白质形成了精确的多层图案,其排列的有序性决定了金色光泽的鲜艳程度:图案越精巧,颜色越鲜艳。由于这种颜色是物理结构固有的部分,因此这种纤维具有极佳的耐光性,数百年几乎不会褪色。
该研究的意义在于展示了如何将一种被丢弃的工业副产品转化为高价值材料。作为实际的第一步,研究团队目前正与服装与纺织品部门合作,将海丝绸编织成实际的面料。
黄教授建议,其潜在应用可能远远超出纺织品领域,他设想了在奢侈品服装、化妆品甚至高端食品配料方面的用途。
他解释说:“如果将海丝绸磨成粉末,它看起来就像金粉,而且因为它是蛋白质,所以是可以食用的。”
本文由我们的同事《流行科学韩国》合作制作。