Οι ερευνητές ανέπτυξαν μια τεχνική χημικής επεξεργασίας που μπορεί να διασπάσει τους ιστούς σε επαναχρησιμοποιήσιμα μόρια, ακόμα κι αν περιέχουν ένα μείγμα υλικών.

Το ένα σε έναΠροόδους της ΕπιστήμηςΗ διαδικασία που περιγράφεται στο έγγραφο της 3ης Ιουλίου δείχνει ότι η χημική ανακύκλωση μπορεί να δώσει νέα πνοή στα παλιά υφάσματα. Εάν κλιμακωθεί, αυτό θα μπορούσε να βοηθήσει στην αντιμετώπιση του ανερχόμενου βουνού απορριμμάτων που δημιουργεί η βιομηχανία της μόδας, λέει ο συν-συγγραφέας της μελέτης Διονύσιος Βλάχος, μηχανικός στο Πανεπιστήμιο του Ντέλαγουερ στο Νιούαρκ.

Οι εκτιμήσεις δείχνουν ότι λιγότερο από το 1% των κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων ανακυκλώνεται και σχεδόν τα τρία τέταρτα των χρησιμοποιημένων ρούχων καταλήγουν να αποτεφρώνονται ή σε χωματερές. «Ένα καλό τρίτο ή περισσότερα από τα μικροπλαστικά που καταλήγουν στον ωκεανό προέρχονται από ρούχα», λέει ο Βλάχος. «Η ικανότητά μας να αναπτύξουμε τεχνολογία για να αντιμετωπίσουμε όλα αυτά τα απόβλητα και να τα απομακρύνουμε από το περιβάλλον, τις χωματερές και τους ωκεανούς είναι πολύ σημαντική».

Η Miriam Ribul, η οποία ερευνά βιώσιμα υλικά στο UKRI Textiles Circularity Centre, λέει ότι αν και η ανακύκλωση θα πρέπει να θεωρείται ως η τελευταία λύση μετά την επισκευή και επαναχρησιμοποίηση των παλιών ρούχων, η βιομηχανία θα «καλωσορίσει τις επενδύσεις σε αυτές τις νέες διαδικασίες και τεχνολογίες για να αυξηθεί».

Δύσκολα υφάσματα

Μεγάλο μέρος της ανακύκλωσης περιλαμβάνει τον φυσικό διαχωρισμό των απορριμμάτων σε πρώτες ύλες, αλλά αυτή η προσέγγιση έχει αδυναμίες κατά την επεξεργασία των κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων. Πολλά υφάσματα κατασκευάζονται από μείγμα υλικών, για παράδειγμα βαμβάκι αναμεμειγμένο με συνθετικές ίνες όπως ο πολυεστέρας. Οι τεχνικές μηχανικής ανακύκλωσης δυσκολεύονται να διαχωρίσουν τα υφάσματα πολλαπλών ινών σε προϊόντα που μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν. «Η ποιότητα αυτού που παίρνεις μειώνεται», λέει ο Βλάχος.

Οι ερευνητές στράφηκαν στη χημική ανακύκλωση για να διασπάσουν ορισμένα συνθετικά συστατικά των ιστών σε επαναχρησιμοποιήσιμα δομικά στοιχεία. Χρησιμοποίησαν μια χημική αντίδραση που ονομάζεται γλυκόλυση με τη βοήθεια μικροκυμάτων, η οποία μπορεί να διασπάσει μεγάλες αλυσίδες μορίων - πολυμερών - σε μικρότερες μονάδες χρησιμοποιώντας θερμότητα και καταλύτη. Το έχουν χρησιμοποιήσει για την επεξεργασία υφασμάτων με διάφορες συνθέσεις, όπως 100% πολυεστέρας και 50/50 πολυ-βαμβάκι, το οποίο αποτελείται από πολυεστέρα και βαμβάκι.

Για τα καθαρά πολυεστερικά υφάσματα, η αντίδραση μετέτρεψε το 90% του πολυεστέρα σε ένα μόριο που ονομάζεται BHET, το οποίο μπορεί να ανακυκλωθεί απευθείας για να παραχθούν περισσότερα πολυεστερικά υφάσματα. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η αντίδραση δεν επηρέασε το βαμβάκι, έτσι με τα υφάσματα από πολυεστέρα-βαμβάκι ήταν δυνατό να διασπαστεί ο πολυεστέρας και να ανακτηθεί το βαμβάκι. Το σημαντικότερο ήταν ότι η ομάδα μπόρεσε να βελτιστοποιήσει τις συνθήκες αντίδρασης έτσι ώστε η διαδικασία να διαρκέσει μόνο 15 λεπτά, καθιστώντας την εξαιρετικά οικονομική. "Συνήθως αυτά τα πράγματα χρειάζονται μέρες για να χαλάσουν. Έτσι, από μέρες σε λίγα λεπτά, νομίζω ότι αυτή είναι μια σημαντική καινοτομία", λέει ο Βλάχος. Τελικά λέει: «Νομίζω ότι μπορούμε να φύγουμε σε δευτερόλεπτα».

επέκταση

Η μελέτη εξέτασε επίσης πώς άλλοι συνδυασμοί υλικών ανταποκρίνονται στη διαδικασία αντίδρασης. Τα αποτελέσματα ήταν καλά, ακόμα κι αν τα υφάσματα περιείχαν άγνωστες ποσότητες ινών όπως βαμβάκι, πολυεστέρας, νάιλον ή σπάντεξ. Το Spandex διασπάστηκε σε ένα χρήσιμο μόριο που ονομάζεται MDA και το νάιλον, όπως το βαμβάκι, μπορούσε να εξαχθεί άθικτο. Ωστόσο, ορισμένα πολυεστερικά υφάσματα παρήγαγαν μειωμένες ποσότητες BHET, συμπεριλαμβανομένων των βαμμένων υφασμάτων και εκείνων που υποβλήθηκαν σε επεξεργασία για να αντέχουν στην υπεριώδη ακτινοβολία ή στη φωτιά. Η ομάδα προτείνει ότι απαιτείται περαιτέρω έρευνα για τη βελτιστοποίηση των συνθηκών για τέτοια υλικά.

Σε μια ανάλυση στο πλαίσιο της μελέτης τους, ο Βλάχος και οι συνεργάτες του υπολόγισαν ότι με περαιτέρω ανάπτυξη, το 88% των ενδυμάτων στον κόσμο θα μπορούσε να ανακυκλωθεί.

«Έχουμε μια απλή διαδικασία που μπορούμε να κλιμακώσουμε για να χειριστούμε μεγάλους όγκους ρούχων», λέει ο Βλάχος. «Είμαστε πολύ αισιόδοξοι ότι αυτό μπορεί πραγματικά να γίνει πραγματικότητα».