[科普中国]-荀子跟牛仔裤有什么关系？

生活在两千二百多年前的荀子，和占领了地球人衣橱的蓝色粗斜纹布牛仔裤，有啥关系？

基本没啥关系。

既然他俩没啥关系，这个标题是要搞事情吗？ 没错，费尽心思安排这么个标题就是为了骗你点开。（划掉）

先别走！其实，荀子与牛仔裤也不是毫无关系，一种隐秘的联系就藏在《劝学》的那句名言中——“青，取之于蓝而青于蓝”。

“青”不是青，“蓝”不是蓝

荀子口中的“蓝”并不是我们常说的“蓝色”，而是指 一类可提取蓝色染料的植物 。从这类植物中提取出的染料就是荀子说的“青”，也叫 靛蓝 。

（靛蓝 | 洗碗制作）

世界上有很多植物都可以用于提取靛蓝。其中比较常见的有豆科植物木蓝( Indigofera tinctoria )、蓼科植物蓼蓝( Polygonum tinctorium )、爵床科植物马蓝( Strobilanthes cusia )和十字花科植物菘蓝( Lsatis tinctoria )。 （小知识：菘蓝堪称宝藏植物，它不仅能用来提取染料，还能治病救人——它的根就是常用中药板蓝根，叶子则是另一味中药大青叶。）

（1:木蓝丨Wikimedia Commons, Kurt Stüber / CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

2:蓼蓝丨Wikimedia Commons, Udo Schröter / CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

3:马蓝丨Wikimedia Commons, Rhododendrites / CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

4:菘蓝丨Wikimedia Commons, Pethan / CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)）

靛蓝的使用在世界范围内都有着悠久的历史，而各种含靛植物也在全球划分了各自的“势力范围”。木蓝适宜在热带地区生长，是印度提取靛蓝的主要原料；欧洲地处在温带地区，适宜菘蓝生长，所以菘蓝成了欧洲的靛蓝来源；中国国土辽阔，地跨热带、亚热带、暖温带、中温带、寒温带和高原气候区6大气候带，因此，在制作靛蓝的原材料方面，我们选择了“都要”—— 木蓝、马蓝、菘蓝和蓼蓝都是我国制靛的原材料 。

在我国传统手工染色技术中，靛蓝扮演着非常重要的角色。早在夏朝，我国古籍中就有了“五月，起灌蓼蓝”的记载，《诗经》中也有“终朝采蓝”的句子。这说明从那时起，我们的祖先就已经开始种植蓼蓝，并且非常熟悉它的生长习性了。

到了北魏，《齐民要术》中出现了这样的记载——

“七月中作坑，令受百许束，作麦秆泥泥之，令深五寸，以苫蔽四壁。刈蓝倒竖于坑中，下水，以木石镇压令没。热时一宿，冷时再宿，漉去荄，内汁于壅中。率十石瓮，着石灰一斗五升，急抨之，一食顷止。澄清，泻去水，别作小坑，贮蓝淀着坑中。候如强粥，还出瓮中盛之，蓝淀成矣。”

这段文言文看上去可能有点儿脱离群众，给大家简单翻译一下：农历七月中，在地上挖个坑，把蓼蓝切了倒竖在坑里，加水，再用重物一压，让水没过蓼蓝。这样发酵一两天，捞出残渣，把得到的汁液用一定比例的石灰水搅拌，最终沉淀于水底的膏状物就是靛蓝。

有趣的是，提取靛蓝的过程中，还衍生出了一种古代美妆产品。在靛蓝膏体沉淀出来之后，把剩余的溶液匀速搅拌，直到液面出现丰富的泡沫，这些泡沫捞出晾干，就成了古代女子描眉用的 青黛 （嬛嬛用的螺子黛就是其中的高级品）。

染色，并不是泡一泡那么简单

说到这儿大家也许要问，是不是把这些靛蓝用水兑一兑，再把布料扔进去泡一会就能染成蓝色呢？

当然没那么简单。

实际上， 从植物中 提取靛蓝只是染色的第一步 ，真正体现技术含量的操作还在后面。

接下来，要把植物中提取的靛蓝用水稀释，再往染缸里加入石灰或其他碱性物质，最后慢慢加入米酒或酒糟兑成染液，静置一段时间。在这个过程中，染缸里的染液会发生神奇的变化——染液里的蓝色渐渐消失，变成黄绿色。

这一通复杂操作是为啥呢？

这就得从靛蓝的属性说起了。从现代化学的角度来看，靛蓝属于 吲哚类天然染料 。这种“高冷”的物质既不溶于水又不溶于酒精，对织物纤维更没有亲和力， 常规的染色方法不能使其着色 。

古人在靛蓝染液中加入米酒和酒糟，是为了让酒和酒糟里的微生物使染液发酵，将靛蓝还原成蓝绿色的靛白。靛白再与碱性溶液反应，变成 黄绿色的隐色体 ，这就是染液变成黄绿色的原因。隐色体可比靛蓝“乖巧”多了，它不仅溶于水，也更容易上染棉麻纤维。

那么问题来了，黄绿色的隐色体怎么变回蓝色呢？

织物在染液中浸泡一段时间以后，要放在阳光下晾晒。 在阳光和空气的作用下，隐色体再次被氧化恢复成靛蓝 ，漂亮的蓝色就这样在织物上重生了。

（用靛蓝染出的折枝花卉纹包头布 丨 Wikimedia Commons, 三猎 / CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)）

其实在这些步骤之后，还得完成几道 固色工序 ，整个靛蓝染色流程才算完成。很难想象，没有任何化学基础的古人，怎么摸索出这样复杂的一套工艺。

靛蓝染色工艺使蓝色这种自然界极为稀缺的颜色走进人们的生活，甚至一度成为织物最常见的颜色。

牛仔裤的蓝与荀子的“青”

说了这么久的靛蓝，牛仔裤呢？别急，这不，牛仔裤来了！

我们熟悉的“牛仔蓝”就来自于荀子笔下的“青”——靛蓝。

19世纪中叶，正值美国淘金热。一个叫李维∙斯特劳斯(Levi Strauss)的小伙儿来到了美国旧金山，开了一家日用百货店，生意不错，但帐篷却总是卖不出去。聪明的李维发现当时工人们穿的棉布裤子很容易磨破，于是想到了 把布帐篷裁剪成了裤子 。这种帆布裤子很耐穿，工人们很喜欢，但感觉颜色不够亮眼，于是他又 将布料用靛蓝进行染色 ，于是牛仔裤标志性的蓝色就这样诞生了。

（李维∙斯特劳斯就是牛仔裤鼻祖品牌李维斯的创始人 | Pixabay）

由于靛蓝染色不够牢固的特性，牛仔裤经过一段时间的磨洗后会出现局部剥色的现象，呈现出蓝里透白的独特色彩。但是恰恰是这种褪色的特点成就了牛仔裤迷人的怀旧气质，于是做旧也成了牛仔裤生产的一道工序。

牛仔裤诞生的时代，正值纺织工业革命席卷全球。纺织业的高速发展促使全球染料需求量大幅增长，从植物中提取靛蓝根本无法满足与日俱增的市场需求。

1890年，德国的化学家霍依曼(K.Heumann)在前辈拜耳的基础上发明了 以苯胺为初始原料的靛蓝合成法 。从此，人工合成靛蓝实现了规模化生产，并逐渐代替植物靛蓝占领市场。

所以今天风靡“牛仔蓝”，实际上来自人工合成的靛蓝。

“牛仔蓝”与绿水青山

合成靛蓝和天然靛蓝在化学结构上完全一致，染色原理也与传统染蓝大致相同——把靛蓝染料还原成可溶于水的靛蓝隐色体（一般为单钠隐色体上染纤维最好），然后上染纤维，通过空气或者氧化剂，氧化固着在纤维上，最后皂洗烘干。

但是古代靛蓝染色过程中，使用的材料都取自大自然，可到了现代， 牛仔服装生产流程中的每一个环节都对环境极不友好 。

（牛仔服装产业繁荣的背后，我们正承受着巨大的污染之痛 | Pixabay）

首先，人工合成靛蓝染料过程中需要使用大量化学试剂，产生的废渣容易造成环境污染 。而到了织物染色阶段，目前使用的还原剂“保险粉”不仅污染性高，且极易吸湿自燃，有巨大的安全隐患。最后，为了让牛仔裤看起来更时尚，牛仔裤制作完成后，生产厂家往往还会使用丙烯酸树脂、酚类化合物、高锰酸钾、次氯酸盐、纯碱、焦亚磷酸钠、草酸和双氧水等等化学试剂对牛仔裤进行做旧加工，使其产生褪色、褶皱、磨破效果。

不仅如此，牛仔裤生产环节耗水量极大，一条牛仔裤工艺需要耗费20升水，而每年全球生产消费大约7亿条以上的牛仔裤，产生的污水是惊人的。毫不夸张地说， 每一抹牛仔蓝都在侵蚀着我们的绿水青山 。

那么，有没有一种办法，能兼顾“牛仔蓝”和绿水青山呢？

为了解决这个问题，人们开始回溯人类社会与靛蓝因缘的起点， 结合现代科技与古人的智慧，探寻兼顾牛仔蓝与绿水青山的方法 。

两千多年前，先民发现了微生物发酵植物靛蓝的方法，今天的科学家同样从中获得灵感。他们分辨出能合成靛蓝的微生物种类，并且利用基因工程技术，增强微生物生产靛蓝的效率，使这些可爱的小生物成为一个个生产靛蓝的迷你工厂，再结合大规模发酵技术， 生物靛蓝 又能重新回到我们的生活中了。

参考文献

[1] 王欢、林青青、王萌、王梦琛、杨斌、张伟、张婷、赵军龙.牛仔很忙.大学化学. .2020, 35 (11):127–131

[2]姜秀增. 靛蓝染料清洁生产技术的研究进展.专题与论述.2018,07:61-65

[3]刘一萍、卢明、吴大洋. 植物靛蓝染色历史及其发展.丝绸.2014,11:67-72

[4]李玉芳.几种常见中国古代天然植物染料的分析鉴定研究.北京.北京科技大学科技史与文化遗产研究院.2020

[5]张宁、刘克文. 青出于蓝而胜于蓝 ———靛蓝与生活.化学教育.2008,4:78-79