Forskere har utviklet en kjemisk prosesseringsteknikk som kan bryte ned vev til gjenbrukbare molekyler, selv om de inneholder en blanding av materialer.

Den ene i ettVitenskapens fremskrittProsessen beskrevet i 3. juli-avisen viser at kjemisk resirkulering kan blåse nytt liv i gamle tekstiler. Hvis det skaleres opp, kan dette bidra til å håndtere det økende fjellet av avfall som genereres av moteindustrien, sier studiemedforfatter Dionisios Vlachos, en ingeniør ved University of Delaware i Newark.

Anslag tyder på at mindre enn 1 % av tekstilene resirkuleres, og nesten tre fjerdedeler av brukte klær ender opp forbrenning eller på søppelfyllinger. "En god tredjedel eller mer av mikroplasten som havner i havet kommer fra klær," sier Vlachos. "Vår evne til å utvikle teknologi for å håndtere alt dette avfallet og fjerne det fra miljøet, søppelfyllinger og hav er veldig viktig."

Miriam Ribul, som forsker på bærekraftige materialer ved UKRI Textiles Circularity Centre, sier at selv om resirkulering bør sees på som en siste utvei etter at gamle klær har blitt reparert og gjenbrukt, vil industrien "ønske investeringer i disse nye prosessene og teknologiene for å skalere opp".

Vanskelige tekstiler

Mye resirkulering innebærer fysisk separering av avfall til råvarer, men denne tilnærmingen har svakheter ved bearbeiding av tekstiler. Mange stoffer er laget av en blanding av materialer, for eksempel bomull blandet med syntetiske fibre som polyester. Mekaniske resirkuleringsteknikker har problemer med å skille multifibertekstiler til produkter som kan gjenbrukes. "Kvaliteten på det du får er redusert," sier Vlachos.

Forskere vendte seg i stedet til kjemisk resirkulering for å bryte ned noen syntetiske komponenter av vev til gjenbrukbare byggesteiner. De brukte en kjemisk reaksjon kalt mikrobølgeassistert glykolyse, som kan bryte ned store kjeder av molekyler - polymerer - til mindre enheter ved hjelp av varme og en katalysator. De har brukt dette til å behandle stoffer med ulike sammensetninger, inkludert 100 % polyester og 50/50 polybomull, som er laget av polyester og bomull.

For rene polyesterstoffer konverterte reaksjonen 90 % av polyesteren til et molekyl kalt BHET, som kan resirkuleres direkte for å lage flere polyesterstoffer. Forskerne fant at reaksjonen ikke påvirket bomullen, så med polyester-bomullsstoffer var det mulig å både bryte ned polyesteren og gjenvinne bomullen. Avgjørende var at teamet var i stand til å optimalisere reaksjonsforholdene slik at prosessen bare tok 15 minutter, noe som gjorde den ekstremt kostnadseffektiv. "Vanligvis tar disse tingene dager å bryte ned. Så, fra dager til noen få minutter, tror jeg dette er en viktig innovasjon," sier Vlachos. Til slutt sier han: "Jeg tror vi faktisk kan dra på sekunder."

ekspansjon

Studien undersøkte også hvordan andre materialkombinasjoner reagerer på reaksjonsprosessen. Resultatene var gode, selv om tekstilene inneholdt ukjente mengder fibre som bomull, polyester, nylon eller spandex. Spandex brøt sammen til et nyttig molekyl kalt MDA, og nylon, som bomull, kunne trekkes ut intakt. Noen polyesterstoffer produserte imidlertid reduserte mengder BHET, inkludert fargede stoffer og de som er behandlet for å motstå UV-lys eller brann. Teamet foreslår at ytterligere forskning er nødvendig for å optimalisere forholdene for slike materialer.

I en analyse som en del av studien deres anslo Vlachos og kollegene at med videre utvikling kunne 88 % av verdens klær resirkuleres.

"Vi har en enkel prosess som vi kan skalere for å håndtere store mengder klær," sier Vlachos. "Vi er veldig optimistiske på at dette faktisk kan bli en realitet."