科普 | 天然的“草木染色”并没有想象中的美好
草木染色 也叫 植物染色，它经常出现在那种古风满满、返璞归真、天然无害的画面里。在如今化学品泛滥的时代难得的一门传统技艺。
《唐六典》记载∶"凡染大抵以草木而成，有以花叶，有以茎实，有以根皮，出有方土， 采以时月。"具有悠久历史的植物染，即草木染， 染料全部为天然植物，包括中草药、 蔬菜、花卉、果皮等，天然织物棉、麻、丝、毛等比较适合植物染。
天然、健康、环保是草木染色留给大众的印象， 但真实的草木染色却恰恰相反。
缺点一 ：毒
是的，你没有看错，颠覆了以往的认知
草木染色本质上是利用了植物里的天然色素， 这些色素绝大部分本身是没有毒性的。但是由于植物合成这些色素的限制，这些植物色素分子大小都很小。无法像人工合成一样把整个染料的分子量合成的很大。
分子量很小就意味着这些植物染料容易从衣服上脱落，也就是大家常说的 衣服容易掉色。
所以古时普通人的衣服颜色都是非常朴素的，一是染料种类少，二是即使刚染完再鲜艳洗几次也都掉了。
所以为了让植物染料染色后牢固，会额外加入 媒染固色这个工艺，而这个 毒就来自于这里。
通过加入矾石（明矾、青矾、蓝矾、铬矾）让颜色更加持久。 矾石是什么？
李时珍曰∶矾者，燔也，燔石而成也。"燔石就是经过焙烧的矿石。
翻译成现代科学话就是 一堆含有金属元素的硫酸盐。就是利用这些金属离子可以和染料发生一种化学络合（把染料和纤维中的-OH、-COOH配位相连）， 像胶水一样把染料和衣服粘在一起。
金属铬离子连接着羊毛和染料
这些矾石就是
绿矾→硫酸 亚铁
明矾→硫酸 铝钾
蓝矾→硫酸 铜
铬矾→硫酸 铬钾
明矾中的铝元素，在医学上有研究表明，铝离子能 直接破坏神经细胞内遗传物质脱氧核糖核酸的功能，当食用过量铝时会导致脑神经细胞受损害，而发生 脑萎缩性痴呆，所以如果在长期大剂量地摄入铝很有可能会造成老年痴呆。
蓝矾中的铜元素 ，铜离子已经属于重金属离子了， 对蛋白质有非常明显的不可逆毒性。 蓝矾和熟石灰配成的 波尔多液也在农业上被用作 农药。
铬矾中的铬元素，铬（六价铬）的固色效果是最好的，但却也是危害是最大的，进入人体后基本就很难出来了。
这些平时在生活中都避之不及的 毒物，我们却要把它当做我们的贴身衣物穿起来。并且这些毒物的含量并不低。
染料与矾石的比例大多为1：1、2：1、3：1。这也是为什么六价铬离子固色效果好的原因，但最理想情况下也占染料用量的33%（非常夸张的用量），通常为了更好的完全固色， 还会过量添加这些矾石。
络合配位比例 1：1、2：1、3：1
缺点二：染色局限性大
植物染料大多属于染料分类里的 酸性染料，这类染料在水溶液中是 带负电荷的， 而像棉、麻一类的 纤维素纤维也是带负电荷的，所以就会发生同性相斥的现象，不容易染色却容易掉色。
所以我们看到的草木染卖家都特别喜欢展示蚕丝、羊毛这类 蛋白质纤维，因为它们在染液pH值低于蛋白质等电点下时 带正电荷，可以和染料发生同性相吸的效果，所以染色效果会比染棉麻要好。
李子柒染羊毛
不过如果pH高于蛋白质等电点，此时蛋白质类纤维就会带上负电荷，又会和染料发生排斥掉色。所以我们在洗羊毛、蚕丝、锦纶类纤维的时候，尽量使用 酸性洗涤剂从而减少衣服掉色。
当然不能一竿子打死全部，还有一种植物染料它就非常适合染棉麻，那就是 靛青染色。
“青出于蓝而胜于蓝”——《劝学》
这句话中的青指的就是靛青（蓝）
“凡蓝五种，皆可为靛”——《天工开物》
凡蓝五种是印染工艺原料，由蓼、菘、马、吴、木五种植物组成。
松蓝（五蓝之一）它的根也可入药 板蓝根
这些蓝草发酵沤烂后加入石灰搅拌沉淀就得到了 靛青，它在现代染料分类中属于 还原染料一类。
靛青泥
他的染色效果非常的好，颜色深还不容易掉色。因为它的染色过程是先把本身 不溶于水的靛青，加入还原剂变成 可以溶于水的隐色体钠盐（绿色） ，然后再被空气中的氧气重新氧化为不溶于水的靛青（蓝色）。
因为 靛青本身不溶于水所以不容易掉色，所以少数民族服饰绝大部分依然用靛蓝染色。
当然工业化早已让人类实现了靛蓝的人工合成，在成本大幅降低的同时染色效果更加的优异。
人工合成靛蓝
雁山区的老人们回忆，上世纪40年代靛青走俏时，赤水垟的250户人家，所有田地几乎全部种靛青，靛青价格最高时100斤卖到25银元或700斤谷。（天然靛蓝太贵了！）
缺点三：染色不稳定
说回其他的植物染料，第三个致命缺点就是不稳定。
1.首先 植物染料含量不稳定，因为是自然生长，由于生长环境、天气、温度、阳光的影响不同，不同批次或地点的植物所含的染料量是不同的，甚至颜色都会发生改变。所以是无法大规模工业化生产，只能适合传统小农经济模式。
2.固色时 矾石会对颜色有影响，矾石里的金属离子本身就带有颜色，同时还会影响整个染料分子供吸电子的平衡，导致固色后的颜色又再一次发生改变。
3.许多 植物染料会随pH值变化变色，也就是中学常提到的酸碱指示剂。煮紫薯粥时有时会变成毫无食欲的蓝色，就是因为紫薯中的 花青素在碱性条件下呈蓝色，加一两滴白醋后就可以立马变成诱人的红色。
所以用这类植物染料做的衣服当然也是稳定穿着的，人的汗液也是有酸碱区别的，穿在身上流汗的地方变红，其他地方还是蓝色那得多么奇怪。
缺点四：生化污染
用矾石媒染固色既然有毒，那还有什么提高染色牢度的办法吗？
有，就是通过分子改性的方式，让棉、麻这类纤维素纤维带上正电荷。这样就可以不加矾石也能获得相对较好的染色效果（也不咋地）。
但这类改性剂大多为 季胺型阳离子物质，他们大多属于一种广谱杀菌剂，对人是无害的。但是这些物质会随着废水流进污水处理池。把生物沉降池中的降解微生物杀死，导致整个污水处理的效果下降。变成了一种新的生化污染。
污水处理流程
总结：
现代染色是一门系统的科学，也是至关重要的民生行业，整个行业都在朝着让每一位百姓都能穿得起健康安全的衣服在努力。
现代科学不是传统文化的敌人，真正的敌人而是文化中的糟粕。无论“天然”还是“化学”，都要 用理性的眼光去审视看待。
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