受結構色機制啟發的植物性永續色彩技術：Sparxell

色彩無所不在，從服裝、化妝品、包裝、汽車塗裝到日常用品，現代社會對顏色的需求支撐著數百億美元的全球色彩產業。然而，多數鮮豔色彩的背後，卻隱藏著龐大的環境成本。現今常用的顏料、亮粉與色料往往來自石化原料、合成染料、重金屬化合物、二氧化鈦（Titanium Dioxide）或雲母（Mica）等礦物資源，不僅製程耗能，也涉及採礦、化學污染、微塑膠排放與供應鏈人權議題。尤其在紡織產業中，染色製程被認為是全球水污染的重要來源之一。

然而，自然界中的許多生物卻能在不依賴染料的情況下展現令人驚豔的色彩。例如蝴蝶翅膀、孔雀羽毛、甲蟲外殼，甚至非洲植物 Pollia condensata（大理石果實），其鮮豔色澤並非來自色素，而是源自奈米尺度的微觀結構。當光線照射到這些特殊排列的結構時，會因反射與干涉作用產生特定顏色，這種現象被稱為「結構色（Structural Color）」。與傳統染料不同，結構色不易褪色，且無需依賴化學著色劑。

英國劍橋大學衍生新創 Sparxell 正是將這種自然界的色彩機制轉化為可規模化的工業技術。團隊受到植物與動物結構色的啟發，利用植物來源的纖維素（cellulose），透過自組裝技術建立微米至奈米尺度的光學結構，讓材料本身反射特定波長的光線，進而產生鮮豔色彩。由於顏色來自結構而非化學染料，因此其產品不需要傳統染料、重金屬、塑膠亮粉、二氧化鈦或雲母等常見色彩材料。

Sparxell 的核心突破在於成功將原本只存在於自然界中的結構色現象，轉化為可使用現有工業設備生產的材料平台。透過控制纖維素奈米晶體的排列方式與聚集形態，團隊能調整材料反射光線的特性，進而創造不同顏色與光澤效果。由於纖維素來自植物細胞壁，不僅可再生、可生物分解，甚至可來自農業副產物，因此大幅降低了色彩產業對石化與礦物資源的依賴。

在應用層面，Sparxell 的技術並不侷限於單一市場。其植物性結構色材料已被開發為顏料、亮粉（glitter）、亮片（sequins）、薄膜以及紡織印刷墨水，可應用於時尚、化妝品、包裝、塗料與汽車內裝等產業。2025年，Sparxell 推出全球首批商業化植物性結構色紡織墨水，能直接應用於現有印刷流程，讓品牌不需更換設備即可導入新技術，降低產業轉型門檻。

從產業化進展來看，Sparxell 是近年仿生材料領域最具代表性的案例之一。公司源自劍橋大學 Silvia Vignolini 教授團隊的研究成果，於 2023 年獲得 Biomimicry Institute 頒發的 Ray of Hope Prize，並持續獲得國際永續創新獎項肯定。此後，公司陸續完成超過二十項與國際品牌合作的試點計畫，驗證其技術在不同產業場景中的可行性。2025 年獲得歐洲創新委員會（EIC）190萬歐元資助，2026 年再完成 420 萬歐元 Pre-Series A 融資，並開始推動噸級量產與商業化部署，顯示其已從實驗室創新邁向工業規模生產階段。

整體而言，Sparxell 的創新不只是開發出新的顏料，而是重新思考「顏色從何而來」。當自然界透過光學結構而非化學染料創造出數百萬年的色彩奇蹟，人類也開始學習以相同方式設計材料。這種從「色素時代」走向「結構色時代」的轉變，可能成為未來永續材料發展的重要里程碑。