Forskare har utvecklat en kemisk bearbetningsteknik som kan bryta ner vävnader till återanvändbara molekyler, även om de innehåller en blandning av material.

Den i ettVetenskapens framstegProcessen som beskrivs i tidningen den 3 juli visar att kemisk återvinning kan blåsa nytt liv i gamla textilier. Om det skalas upp kan detta hjälpa till att ta itu med det stigande berget av avfall som genereras av modeindustrin, säger studiens medförfattare Dionisios Vlachos, ingenjör vid University of Delaware i Newark.

Uppskattningar tyder på att mindre än 1 % av textilierna återvinns, och nästan tre fjärdedelar av begagnade kläder hamnar i förbränning eller på deponier. "En dryg tredjedel eller mer av mikroplasten som hamnar i havet kommer från kläder", säger Vlachos. "Vår förmåga att utveckla teknik för att hantera allt detta avfall och ta bort det från miljön, deponier och haven är mycket viktig."

Miriam Ribul, som forskar om hållbara material vid UKRI Textiles Circularity Centre, säger att även om återvinning bör ses som en sista utväg efter att gamla kläder har reparerats och återanvänts, skulle industrin "välkomna investeringar i dessa nya processer och tekniker för att skala upp".

Svåra textilier

Mycket återvinning går ut på att fysiskt separera avfall till råvaror, men detta tillvägagångssätt har svagheter vid bearbetning av textilier. Många tyger är gjorda av en blandning av material, till exempel bomull blandat med syntetiska fibrer som polyester. Mekaniska återvinningstekniker har svårt att separera multifibertextilier till produkter som kan återanvändas. "Kvaliteten på det du får minskar", säger Vlachos.

Forskare vände sig istället till kemisk återvinning för att bryta ner några syntetiska komponenter i vävnader till återanvändbara byggstenar. De använde en kemisk reaktion som kallas mikrovågsassisterad glykolys, som kan bryta ner stora kedjor av molekyler - polymerer - till mindre enheter med hjälp av värme och en katalysator. De har använt detta för att bearbeta tyger med olika sammansättningar inklusive 100 % polyester och 50/50 polybomull, som är gjord av polyester och bomull.

För rena polyestertyger omvandlade reaktionen 90 % av polyestern till en molekyl som kallas BHET, som direkt kan återvinnas för att göra fler polyestertyger. Forskarna fann att reaktionen inte påverkade bomullen, så med polyester-bomullstyger var det möjligt att både bryta ner polyestern och återvinna bomullen. Det avgörande var att teamet kunde optimera reaktionsförhållandena så att processen bara tog 15 minuter, vilket gjorde den extremt kostnadseffektiv. "Vanligtvis tar dessa saker dagar att bryta ner. Så, från dagar till några minuter, tror jag att det här är en viktig innovation", säger Vlachos. Till slut säger han: "Jag tror att vi faktiskt kan åka på några sekunder."

expansion

Studien undersökte också hur andra materialkombinationer reagerar på reaktionsprocessen. Resultaten blev bra även om textilierna innehöll okända mängder fibrer som bomull, polyester, nylon eller spandex. Spandex bröts ner till en användbar molekyl som kallas MDA, och nylon, som bomull, kunde extraheras intakt. Vissa polyestertyger producerade dock minskade mängder BHET, inklusive färgade tyger och de som behandlats för att motstå UV-ljus eller eld. Teamet föreslår att ytterligare forskning behövs för att optimera förhållanden för sådana material.

I en analys som en del av sin studie uppskattade Vlachos och hans kollegor att med vidareutveckling skulle 88 % av världens kläder kunna återvinnas.

"Vi har en enkel process som vi kan skala för att hantera stora volymer kläder", säger Vlachos. "Vi är mycket optimistiska att detta faktiskt kan bli verklighet."