Stratul de protecție pentru țesături care reduce poluarea cu microplastice

O echipă de cercetători de inginerie de la Universitatea din Toronto, Canada, condusă de profesorul Kevin Golovin, a conceput stratul de protecție pentru țesături care reduce cantitatea de fibre microplastice eliminate la spălarea hainelor din materiale sintetice.

Într-o lume inundată de fast fashion, o industrie care produce un volum mare de îmbrăcăminte fabricată ieftin cu un cost imens pentru mediu, mai mult de două treimi dintre haine sunt acum făcute din fibre sintetice.

• Invențiile invizibile fără de care lumea modernă s-ar opri: de la GPS la fibra optică
• Un crater de impact în formă de potcoavă, descoperit în China, ar putea fi cel mai…

Atunci când hainele din fibre sintetice, cum ar fi nailonul, poliesterul, acrilul și viscoza, sunt spălate în mașini de spălat, frecarea cauzată de ciclurile de curățare produce mici rupturi în țesătură. Aceste rupturi creează, la rândul lor, fibre microplastice care măsoară mai puțin de 500 de micrometri lungime care se rup și si-și găsesc drum în canalele de scurgere, ajungând, în cele din urmă, în apă.

Odată ce microplasticele ajung în oceane, lacuri și râuri, particulele sunt greu de îndepărtat și poate dura decenii sau chiar mai mult pentru a se descompune complet. Acumularea acestor resturi în corpurile de apă poate amenința viața marină. De asemenea, poate deveni parte a lanțului alimentar uman prin prezența sa în alimente și apa de la robinet, cu efecte asupra sănătății umane care nu sunt încă clare, scrie Tech Xplore.

Guvernele din întreaga lume au căutat modalități de a minimiza poluarea care provine din spălarea țesăturilor sintetice. Un exemplu sunt filtrele mașinii de spălat, care au apărut ca soluție principală pentru a împiedica fibrele microplastice să pătrundă în ape. În Ontario, autoritățile au introdus un proiect de lege care va cere filtre în toate mașinile de spălat noi din provincie.

„Totuși, când ne uităm la ceea ce fac guvernele din întreaga lume, nu există nicio tendință de a preveni crearea de fibre microplastice de la bun început”, spune Golovin.

De unde a venit ideea pentru stratul de protecție pentru țesături?

„Cercetarea noastră se îndreaptă într-o direcție diferită, în care rezolvăm de fapt problema, mai degrabă decât să punem un bandaj peste ea”, a continuat profesorul.

Golovin și echipa sa au creat stratul de protecție pentru țesături, format din perii de polidimetilsiloxan (PDMS), care sunt lanțuri liniare din câte un singur polimer crescute dintr-un substrat pentru a forma un strat de suprafață la scară nanometrică.

Experimentele efectuate de echipă au arătat că stratul de protecție pentru țesături poate reduce în mod semnificativ pierderea microfibrei a îmbrăcămintei din nailon după spălarea repetată. Cercetătorii își împărtășesc descoperirile într-o lucrare publicată în Nature Sustainability.

„Laboratorul meu lucrează cu acest strat de protecție și pe alte suprafețe, inclusiv sticlă și metale, de câțiva ani încoace. Una dintre proprietățile pe care le-am observat este că este destul de alunecos, ceea ce înseamnă că are o frecare foarte scăzută”, spune Golovin.

La ce mai este folosit polimerul din stratul protector?

PDMS este un polimer organic pe bază de siliciu care se găsește în multe produse de uz casnic. Prezența sa în șampoane face părul strălucitor și alunecos. De asemenea, este folosit ca aditiv alimentar în uleiuri pentru a preveni spumarea lichidelor atunci când sunt îmbuteliate.

Dr. Sudip Kumar Lahiri, cercetător postdoctoral în laboratorul lui Golovin și autor principal al studiului, a avut ideea că dacă ar putea reduce frecarea care apare în timpul ciclurilor de spălare folosind un finisaj pentru țesături pe bază de PDMS, atunci asta ar putea împiedica frecarea și ruperea fibrelor în timpul spălării.

Una dintre cele mai mari provocări cu care s-au confruntat cercetătorii în timpul studiului lor a fost să se asigure că periile PDMS au rămas pe țesătură. Lahiri, care este de profesie inginer textil, a dezvoltat un grund molecular bazat pe înțelegerea sa despre vopselele pentru țesături.

Lahiri a argumentat că tipul de lipire responsabil pentru păstrarea culorilor îmbrăcămintei după spălări repetate ar putea funcționa și pentru stratul de PDMS.

Nici grundul, nici periile PDMS nu funcționează separat pentru a reduce pierderea fibrelor microplastice. Dar împreună, au creat un finisaj puternic care a redus eliberarea microfibrelor cu peste 90% după 9 spălări.

Stratul de protecție pentru țesături este prietenos cu mediul

„Periile PDMS sunt prietenoase cu mediul deoarece nu sunt derivate din petrol, precum mulți polimeri folosiți astăzi”, spune Golovin, care a primit un premiu Connaught New Researcher pentru această lucrare.

„Cu adăugarea grundului gândit de Sudip, stratul nostru este suficient de robust pentru a rămâne pe îmbrăcăminte și pentru a continua să reducă pierderea microfibrelor în timp”, a continuat profesorul.

Întrucât PDMS este în mod natural un material hidrofob (care respinge apa), cercetătorii lucrează în prezent la a face stratul hidrofil, astfel încât țesăturile acoperite să fie mai capabile să elimine transpirația. Echipa a extins, de asemenea, cercetarea pentru a privi dincolo de țesăturile de nailon, incluzându-le și pe cele de poliester și alte amestecuri de țesături sintetice.

„Multe materiale textile sunt realizate din mai multe tipuri de fibre”, spune Golovin. „Lucrăm pentru a formula arhitectura polimerică corectă, astfel încât stratul nostru de protecție să poată adera în mod durabil la toate aceste fibre simultan”, a concluzionat el.

Vă recomandăm să citiți și:

Un dispozitiv cu ecran tactil s-a dovedit util în studiul primatelor sălbatice

Cercetătorii au creat microbateriile care ar putea alimenta roboți cât o insectă

Cercetătorii au creat celulele nervoase artificiale care funcționează aproape la fel ca cele biologice

Idei parcă scoase din romane științifico-fantastice primesc finanțări uriașe de la NASA