طور الباحثون تقنية معالجة كيميائية يمكنها تحليل الأنسجة إلى جزيئات قابلة لإعادة الاستخدام، حتى لو كانت تحتوي على خليط من المواد.

واحد في واحدتقدم العلومتُظهر العملية الموصوفة في ورقة بحثية بتاريخ 3 يوليو/تموز أن إعادة التدوير الكيميائي يمكن أن تبث حياة جديدة في المنسوجات القديمة. يقول المؤلف المشارك في الدراسة ديونيسيوس فلاشوس، وهو مهندس في جامعة ديلاوير في نيوارك، إنه إذا تم توسيع نطاق ذلك، فقد يساعد في معالجة جبل النفايات المتزايد الناتج عن صناعة الأزياء.

وتشير التقديرات إلى أن أقل من 1% من المنسوجات يتم إعادة تدويرها، وأن ما يقرب من ثلاثة أرباع الملابس المستعملة ينتهي بها الأمر إلى حرقها أو في مدافن النفايات. يقول فلاشوس: "إن ثلث أو أكثر من المواد البلاستيكية الدقيقة التي ينتهي بها الأمر في المحيط تأتي من الملابس". "إن قدرتنا على تطوير التكنولوجيا للتعامل مع كل هذه النفايات وإزالتها من البيئة ومدافن النفايات والمحيطات أمر مهم للغاية."

تقول ميريام ريبول، التي تبحث في المواد المستدامة في مركز تعميم المنسوجات في UKRI، إنه على الرغم من أنه ينبغي النظر إلى إعادة التدوير على أنها الملاذ الأخير بعد إصلاح الملابس القديمة وإعادة استخدامها، إلا أن الصناعة "سترحب بالاستثمار في هذه العمليات والتقنيات الجديدة لتوسيع نطاقها".

المنسوجات الصعبة

تتضمن معظم عمليات إعادة التدوير فصل النفايات فعليًا إلى مواد خام، لكن هذا النهج به نقاط ضعف عند معالجة المنسوجات. يتم تصنيع العديد من الأقمشة من مزيج من المواد، على سبيل المثال القطن الممزوج بالألياف الصناعية مثل البوليستر. تواجه تقنيات إعادة التدوير الميكانيكية صعوبة في فصل المنسوجات متعددة الألياف إلى منتجات يمكن إعادة استخدامها. يقول فلاشوس: "إن جودة ما تحصل عليه تنخفض".

وبدلاً من ذلك، تحول الباحثون إلى إعادة التدوير الكيميائي لتفكيك بعض المكونات الاصطناعية للأنسجة إلى وحدات بناء قابلة لإعادة الاستخدام. واستخدموا تفاعلًا كيميائيًا يسمى تحلل السكر بمساعدة الميكروويف، والذي يمكنه تحطيم سلاسل كبيرة من الجزيئات - البوليمرات - إلى وحدات أصغر باستخدام الحرارة والمحفز. لقد استخدموا هذا لمعالجة الأقمشة بتركيبات مختلفة بما في ذلك 100% بوليستر و50/50 بولي قطن، وهو مصنوع من البوليستر والقطن.

بالنسبة لأقمشة البوليستر النقي، قام التفاعل بتحويل 90% من البوليستر إلى جزيء يسمى BHET، والذي يمكن إعادة تدويره مباشرة لصنع المزيد من أقمشة البوليستر. وجد الباحثون أن التفاعل لم يؤثر على القطن، لذلك باستخدام الأقمشة القطنية والبوليستر كان من الممكن تفكيك البوليستر واستعادة القطن. والأهم من ذلك، أن الفريق كان قادرًا على تحسين ظروف التفاعل بحيث تستغرق العملية 15 دقيقة فقط، مما يجعلها فعالة من حيث التكلفة للغاية. يقول فلاشوس: "عادةً ما تستغرق هذه الأشياء أيامًا لتتحلل. لذا، من أيام إلى بضع دقائق، أعتقد أن هذا ابتكار مهم". وأخيرًا قال: "أعتقد أنه يمكننا بالفعل المغادرة خلال ثوانٍ".

توسع

درست الدراسة أيضًا كيفية استجابة مجموعات المواد الأخرى لعملية التفاعل. وكانت النتائج جيدة، حتى لو كانت المنسوجات تحتوي على كميات غير معروفة من الألياف مثل القطن أو البوليستر أو النايلون أو الإسباندكس. تتحلل ألياف لدنة إلى جزيء مفيد يسمى MDA، ويمكن استخلاص النايلون، مثل القطن، سليمًا. ومع ذلك، أنتجت بعض أقمشة البوليستر كميات منخفضة من BHET، بما في ذلك الأقمشة المصبوغة وتلك المعالجة لمقاومة الأشعة فوق البنفسجية أو النار. يقترح الفريق أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحسين الظروف لمثل هذه المواد.

وفي تحليل كجزء من دراستهم، قدر فلاشوس وزملاؤه أنه مع مزيد من التطوير، يمكن إعادة تدوير 88٪ من الملابس في العالم.

يقول فلاشوس: "لدينا عملية بسيطة يمكننا توسيع نطاقها للتعامل مع كميات كبيرة من الملابس". "نحن متفائلون للغاية بأن هذا يمكن أن يصبح حقيقة واقعة."