Naukowcy opracowali technikę przetwarzania chemicznego, która może rozbić tkanki na cząsteczki nadające się do ponownego użycia, nawet jeśli zawierają mieszaninę materiałów.

Jeden w jednymPostęp naukiProces opisany w artykule z 3 lipca pokazuje, że recykling chemiczny może tchnąć nowe życie w stare tekstylia. Jeśli zostanie to zwiększone, mogłoby to pomóc w rozwiązaniu problemu rosnącej góry odpadów generowanych przez branżę modową, mówi współautor badania Dionisios Vlachos, inżynier z Uniwersytetu Delaware w Newark.

Szacunki wskazują, że mniej niż 1% tekstyliów poddaje się recyklingowi, a prawie trzy czwarte używanej odzieży trafia do spalania lub na składowiska. „Co najmniej jedna trzecia mikroplastiku trafiającego do oceanu pochodzi z odzieży” – mówi Vlachos. „Nasza zdolność do opracowania technologii radzenia sobie ze wszystkimi tymi odpadami i usuwania ich ze środowiska, składowisk i oceanów jest bardzo ważna”.

Miriam Ribul, która bada materiały zrównoważone w Centrum Obiegu Zamkniętego Tekstyliów UKRI, twierdzi, że chociaż recykling powinien być postrzegany jako ostateczność po naprawie i ponownym użyciu starej odzieży, branża „z radością przyjęłaby inwestycje w te nowe procesy i technologie w celu zwiększenia skali”.

Trudne tekstylia

Duża część recyklingu polega na fizycznym rozdzielaniu odpadów na surowce, ale to podejście ma słabe strony w przypadku przetwarzania tekstyliów. Wiele tkanin jest wykonanych z mieszanki materiałów, na przykład bawełny zmieszanej z włóknami syntetycznymi, takimi jak poliester. Techniki recyklingu mechanicznego utrudniają rozdzielenie tekstyliów wielowłóknowych na produkty, które można ponownie wykorzystać. „Jakość tego, co otrzymujesz, jest obniżona” – mówi Vlachos.

Zamiast tego badacze zajęli się recyklingiem chemicznym, aby rozbić niektóre syntetyczne składniki tkanek na elementy składowe wielokrotnego użytku. Zastosowali reakcję chemiczną zwaną glikolizą wspomaganą mikrofalami, która może rozbić duże łańcuchy cząsteczek – polimery – na mniejsze jednostki przy użyciu ciepła i katalizatora. Wykorzystali to do przetwarzania tkanin o różnym składzie, w tym 100% poliestru i polibawełny 50/50, która składa się z poliestru i bawełny.

W przypadku czystych tkanin poliestrowych w wyniku tej reakcji 90% poliestru zostaje przekształcone w cząsteczkę zwaną BHET, którą można bezpośrednio poddać recyklingowi w celu wytworzenia większej liczby tkanin poliestrowych. Naukowcy odkryli, że reakcja nie miała wpływu na bawełnę, zatem w przypadku tkanin poliestrowo-bawełnianych możliwe było zarówno rozbicie poliestru, jak i odzyskanie bawełny. Co najważniejsze, zespołowi udało się zoptymalizować warunki reakcji, tak aby proces trwał tylko 15 minut, co czyni go niezwykle opłacalnym. „Zazwyczaj rozkład tych elementów zajmuje kilka dni. Zatem przejście z kilku dni do kilku minut uważam, że jest to ważna innowacja” – mówi Vlachos. W końcu mówi: „Myślę, że właściwie możemy wyjść w ciągu kilku sekund”.

ekspansja

W badaniu zbadano także, jak inne kombinacje materiałów reagują na proces reakcji. Wyniki były dobre, nawet jeśli tekstylia zawierały nieznane ilości włókien, takich jak bawełna, poliester, nylon czy spandex. Spandex rozpadł się na użyteczną cząsteczkę zwaną MDA, a nylon, podobnie jak bawełna, można było ekstrahować w stanie nienaruszonym. Jednakże niektóre tkaniny poliestrowe wytwarzały zmniejszone ilości BHET, w tym tkaniny barwione i te poddane obróbce tak, aby były odporne na światło UV lub ogień. Zespół sugeruje, że potrzebne są dalsze badania, aby zoptymalizować warunki dla takich materiałów.

W analizie będącej częścią badania Vlachos i jego współpracownicy oszacowali, że dzięki dalszemu rozwojowi 88% odzieży na świecie będzie można poddać recyklingowi.

„Mamy prosty proces, który możemy skalować w celu obsługi dużych ilości odzieży” – mówi Vlachos. „Jesteśmy bardzo optymistyczni, że może to faktycznie stać się rzeczywistością”.