Tutkijat ovat kehittäneet kemiallisen käsittelytekniikan, joka voi hajottaa kudokset uudelleenkäytettäviksi molekyyleiksi, vaikka ne sisältäisivätkin materiaaliseoksen.

Yksi yhdessäTiede edistyyHeinäkuun 3. päivän julkaisussa kuvattu prosessi osoittaa, että kemiallinen kierrätys voi puhaltaa uutta elämää vanhoille tekstiileille. Jos tätä laajennetaan, se voisi auttaa käsittelemään muotiteollisuuden tuottamaa nousevaa jätevuorta, sanoo tutkimuksen toinen kirjoittaja Dionisios Vlachos, insinööri Delawaren yliopistosta Newarkissa.

Arvioiden mukaan alle 1 % tekstiileistä kierrätetään ja lähes kolme neljäsosaa käytetyistä vaatteista päätyy poltettavaksi tai kaatopaikalle. "Hyvä kolmasosa tai enemmän valtamereen päätyvästä mikromuovista tulee vaatteista", Vlachos sanoo. "Kykyllisyytemme kehittää teknologiaa kaiken tämän jätteen käsittelemiseksi ja sen poistamiseksi ympäristöstä, kaatopaikoista ja valtameristä on erittäin tärkeää."

Miriam Ribul, joka tutkii kestäviä materiaaleja UKRI Textiles Circularity Centressä, sanoo, että vaikka kierrätystä pitäisi nähdä viimeisenä keinona vanhojen vaatteiden korjauksen ja uudelleenkäytön jälkeen, teollisuus "on tervetullut investoimaan näihin uusiin prosesseihin ja teknologioihin skaalautumaan".

Vaikeita tekstiilejä

Suuri osa kierrätyksestä on jätteiden fyysistä erottelua raaka-aineiksi, mutta tällä lähestymistavalla on heikkouksia tekstiilien käsittelyssä. Monet kankaat valmistetaan materiaalien sekoituksesta, esimerkiksi puuvillasta, johon on sekoitettu synteettisiä kuituja, kuten polyesteriä. Mekaanisilla kierrätystekniikoilla on vaikeuksia erottaa monikuitutekstiilejä tuotteiksi, jotka voidaan käyttää uudelleen. "Saamasi laatu heikkenee", Vlachos sanoo.

Sen sijaan tutkijat siirtyivät kemialliseen kierrätykseen hajottaakseen joitain kudosten synteettisiä komponentteja uudelleenkäytettäviksi rakennuspalikoksi. He käyttivät kemiallista reaktiota, jota kutsutaan mikroaaltoavusteiseksi glykolyysiksi, joka voi hajottaa suuria molekyyliketjuja - polymeerejä - pienemmiksi yksiköiksi käyttämällä lämpöä ja katalyyttiä. He ovat käyttäneet tätä kankaiden käsittelyyn eri koostumuksilla, mukaan lukien 100 % polyesteriä ja 50/50 poly-puuvillaa, joka koostuu polyesteristä ja puuvillasta.

Puhtaissa polyesterikankaissa reaktio muutti 90 % polyesteristä BHET-nimiseen molekyyliin, joka voidaan kierrättää suoraan lisäämään polyesterikankaita. Tutkijat havaitsivat, että reaktio ei vaikuttanut puuvillaan, joten polyesteri-puuvillakankailla oli mahdollista sekä hajottaa polyesteri että palauttaa puuvilla. Ratkaisevaa on, että tiimi pystyi optimoimaan reaktio-olosuhteet niin, että prosessi kesti vain 15 minuuttia, mikä teki siitä erittäin kustannustehokkaan. "Yleensä näiden asioiden hajoaminen kestää päiviä. Joten päivistä muutamaan minuuttiin tämä on mielestäni tärkeä innovaatio", Vlachos sanoo. Lopulta hän sanoo: "Luulen, että voimme todella lähteä sekunneissa."

laajennus

Tutkimuksessa selvitettiin myös, miten muut materiaaliyhdistelmät reagoivat reaktioprosessiin. Tulokset olivat hyviä, vaikka tekstiileissä oli tuntemattomia määriä kuituja, kuten puuvillaa, polyesteriä, nylonia tai elastaania. Spandex hajosi hyödylliseksi molekyyliksi nimeltä MDA, ja nailonia, kuten puuvillaa, voitiin uuttaa ehjänä. Jotkut polyesterikankaat tuottivat kuitenkin pienempiä määriä BHET:tä, mukaan lukien värjätyt kankaat ja ne, jotka on käsitelty kestämään UV-valoa tai tulta. Ryhmä ehdottaa, että lisätutkimusta tarvitaan tällaisten materiaalien olosuhteiden optimoimiseksi.

Vlachos ja hänen kollegansa arvioivat tutkimuksensa osana tehdyssä analyysissä, että jatkokehityksen myötä 88 % maailman vaatteista voitaisiin kierrättää.

"Meillä on yksinkertainen prosessi, jonka voimme skaalata suuria vaatemääriä varten", Vlachos sanoo. "Olemme hyvin optimistisia, että tästä voi tulla totta."