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作為必備單品，大家的衣櫥里是不是始終都有牛仔褲的一席之地？那么經(jīng)典的牛仔藍(lán)是怎么來的呢，是牛仔面料與生俱來的嗎？答案顯然是否定的。牛仔褲是由一種叫做靛藍(lán)（Indigo）的染料染制而成的，它是世界上最古老的染料之一。

然而，作為染界老大哥的靛藍(lán)卻很難被溶解，使用靛藍(lán)染色需要相當(dāng)繁瑣的工藝。人們是如何成功實現(xiàn)靛藍(lán)染色的呢？

要染藍(lán)色，先得把 " 藍(lán) " 變 " 白 "

由于靛藍(lán)的結(jié)構(gòu)不可溶，即使用了媒染劑（增加染料與纖維之間的親和力），也無法讓它直接滲透并上染到纖維上。想要染藍(lán)，需要先在染缸中暫時 " 摧毀 " 它的化學(xué)結(jié)構(gòu)——即先把靛藍(lán)轉(zhuǎn)變成另一種可以被纖維吸收且無色的物質(zhì)，俗稱靛白（leuco-indigo）。

把染上靛白的纖維從染缸中取出并暴露在空氣中，靛白隨即又會被氧化為不可溶的靛藍(lán)，而此時的靛藍(lán)已經(jīng)被嵌入纖維中，牢不可破了。就像變魔術(shù)一樣，纖維會在數(shù)秒之內(nèi)顯現(xiàn)出藍(lán)色。當(dāng)然，這并不是魔法，而是化學(xué)。由此看來，將靛藍(lán)轉(zhuǎn)化為靛白的過程對于靛藍(lán)染色來說至關(guān)重要。

靛藍(lán)染色的化學(xué)反應(yīng)過程

（圖片來源：中國科學(xué)院昆明植物研究所）

傳統(tǒng)的靛藍(lán)染色工藝——兩步走

靛藍(lán)染色作為一種古老的傳統(tǒng)工藝，存在于世界不同的地區(qū)和不同的文化中。最新的考古證據(jù)表明，靛藍(lán)染色的紡織品至少可以追溯到 6000 年前，如此復(fù)雜巧妙的工藝在幾千年前就已經(jīng)存在了。據(jù)相關(guān)研究證實，傳統(tǒng)的靛藍(lán)染色是一個復(fù)雜的發(fā)酵過程，不同地區(qū)、不同民族、甚至同一地區(qū)同一民族的染匠所使用的染缸配方和添加劑都存在著差異。

研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的靛藍(lán)染色工藝一般可分為兩步，先染藍(lán)再染黑。

首先配制藍(lán)染缸，民間會將植物、貝殼或石灰石燒成的灰用水過濾，制成堿液，然后與靛藍(lán)染料（俗稱靛泥）、米酒以及一些特殊的植物混合在一起進行發(fā)酵。發(fā)酵好的藍(lán)染缸為黃綠色，將棉布放在藍(lán)染缸中幾分鐘，拿出氧化為藍(lán)色，如此反復(fù)染制多次，就可以得到我們熱愛的牛仔藍(lán)。

有些地區(qū)的人們還會將染好的藍(lán)布放在黑染缸中，那是因為有些地區(qū)的少數(shù)民族以黑為美，而且在野外狩獵時更不容易被發(fā)現(xiàn)。黑染缸主要是由一些精心挑選的植物煮水制成。藍(lán)色的棉布從黑染缸中拿出變黑的同時，質(zhì)地也會變得硬挺，這樣布料就比較耐磨，不容易破損。

湖南通道侗族染色示例

（圖片來源：中國科學(xué)院昆明植物研究所）

染缸里為何要加這么多植物？

目前所記錄到的從藍(lán)色到黑色的染色過程中所使用的添加植物達(dá) 80 余種。人們?yōu)槭裁匆胚@么多植物在染缸里，它們的作用是什么？

首先是染藍(lán)過程。前已述及，將靛藍(lán)轉(zhuǎn)化為靛白是一個化學(xué)反應(yīng)，這個化學(xué)反應(yīng)需在堿性條件下進行，民間會使用不同來源的堿液，例如，生活在內(nèi)陸村莊的人們，會使用稻田中的淡水螺殼或草木灰；生活在沿海地區(qū)的人們，會使用珊瑚或海洋軟體動物，如牡蠣或蛤殼；而生活在喀斯特地區(qū)的人們則多使用石灰?guī)r燒成的灰，但最終的目的都是為了營造一個合適的堿性環(huán)境。

不同地區(qū)的堿液來源

（圖片來源：中國科學(xué)院昆明植物研究所）

類似于酸奶的發(fā)酵過程，靛藍(lán)向靛白的轉(zhuǎn)變也是通過一些活性菌群來完成的。那么，這樣的活性菌群源于何處呢？除了從空氣中捕捉，植物也提供了相當(dāng)一部分。人們所加入的米酒、麥麩就是為了飼養(yǎng)這些功能微生物，那么，" 吃飽肚子 " 的微生物是怎么干活的呢？

其實，微生物之間也是分工明確的：首先出場的是耗氧微生物，顧名思義就是需要消耗氧氣呼吸的微生物，它們的呼吸作用可以消耗掉染缸中大部分氧氣，為厭氧微生物（即在氧氣不足或無氧氣條件下呼吸的微生物）的生長提供條件。

在這些厭氧微生物中，有一小部分活性菌群被稱為靛藍(lán)還原菌。這些靛藍(lán)還原菌小小的身體中蘊含著大大的能量，不容小覷——靛藍(lán)顆粒的體積是細(xì)菌的 50 倍。面對如此龐然大物，還原細(xì)菌毫不示弱，它們會先縮小靛藍(lán)顆粒，然后將自身代謝的電子通過細(xì)胞壁或鞭毛從細(xì)胞內(nèi)部轉(zhuǎn)移到外部。靛藍(lán)偶遇電子后立馬搖身一變，被還原為了靛白。

當(dāng)然，僅靠細(xì)菌的力量所起到的還原作用相對薄弱，因此，人們會在染缸中加入一些 " 外援力量 "，比如一些植物可以分泌一種叫做蒽醌的化學(xué)物質(zhì)，它可以嵌入到靛藍(lán)的晶體結(jié)構(gòu)中，加速其破碎；還有能夠像細(xì)菌一樣提供電子的植物，這些植物分泌的化學(xué)物質(zhì)可以被微生物作為電子供體吸收和利用。

此外還有一些能夠加速電子轉(zhuǎn)移的植物，這些植物作為媒介，使得微生物和靛藍(lán)相互 " 認(rèn)識 "，靛藍(lán)便可順利得到電子；還有一些植物中的還原糖，例如我們熟知的葡萄糖、果糖等，它們可以作為富含電子的中介，將電子直接貢獻(xiàn)給靛藍(lán)。由此可見，這些植物的有效添加在藍(lán)染過程中的確起到了舉足輕重的作用。

傳統(tǒng)靛藍(lán)染色工藝的理論示意圖

（圖片來源：中國科學(xué)院昆明植物研究所）

接下來是染黑過程。將染好的藍(lán)布再染黑幾乎隨處可見，藍(lán)色變成黑色主要是由于植物中的一種叫單寧的化學(xué)物質(zhì)與靛藍(lán)起了反應(yīng)，生成黑色。有時人們還會添加一些可以富集吸收土壤中重金屬離子的超富集植物，將它們所吸收的金屬離子作為媒染劑使用，從而幫助染料固著于纖維。

染黑過程

（圖片來源：中國科學(xué)院昆明植物研究所）

看到這里，大家是不是要感嘆，傳統(tǒng)靛藍(lán)染色的過程中居然有如此巧奪天工的構(gòu)思與設(shè)計！但是現(xiàn)在的牛仔褲都是用工業(yè)染料染制而成，污染嚴(yán)重，希望有一天我們傳統(tǒng)靛藍(lán)染色工藝可以取而代之，用 " 藍(lán)科技 " 還地球一片綠色。