محققان MIT نخی از پلیاتیلن توسعه دادهاند که کشسانی مشابه اسپندکس دارد و بهصورت چندباره قابل بازیافت است. این رویکرد میتواند نحوهٔ برخورد صنعت پوشاک با پسماندهای پلاستیکی را تغییر دهد.
چرا این نوآوری مهم است؟
بسیاری از لباسهای ورزشی و پوشاک کشسان، اسپندکس را همراه با فیبرهای دیگری مانند پلیاستر یا نایلون بهکار میبرند تا هم کشسان و هم مقاوم باشند. تفاوت شیمیایی میان این الیاف بازیافت را دشوار و پرهزینه میکند و اغلب به واکنشهای شیمیایی سمی نیاز دارد؛ در نتیجه بخش زیادی از این منسوجات بهجای بازیافت سوزانده یا دفن میشوند. بهگفتهٔ یکی از نویسندگان مطالعه، حدود 80٪ منسوجات فروختهشده در آمریکا شامل اسپندکس هستند و بسیاری از آنها دور انداخته میشوند.
راهحل تیم MIT
بهجای ترکیب دو مادهٔ متفاوت، تیم تحقیقاتی از یک خانوادهٔ پلاستیک استفاده کرد: پلیاتیلن. ساختار پیشنهادی شامل هستهای نرم و فنری از پلیاتیلن است که نقش «کش» را ایفا میکند و فیبری سختتر از همان پلیاتیلن بهصورت مارپیچ دور هسته پیچیده میشود؛ شبیه سازهٔ فنر یا سیمپیچ. از آنجا که هر دو جزء از یک نوع پلاستیکاند، برای بازیافت نیازی به جداسازی اجزا وجود ندارد و کل نخ را میتوان ذوب و مجدداً شکل داد.
آزمایشهای عملکردی
در آزمایشگاه، محققان یک قرقره از این نخ را ذوب کردند و آن را 10 بار مجدداً به نخ تبدیل نمودند. در هر چرخه استحکام اندازهگیری شد و نخ بازیافتی در همهٔ تکرارها عملکردی معادل نمونهٔ اولیه نشان داد. در مقایسهٔ مستقیم با نخهای تجاری اسپندکس-پلیاستر، نخ پلیاتیلنی در "حداکثر بار" بهتر عمل کرد؛ یعنی تا نیروی بیشتری را قبل از پاره شدن تحمل کرد.
پیامدها برای اقتصاد چرخهای مد
- بازیافت یکپارچه: از آنجا که نخ از یک پلاستیک واحد ساخته میشود، تولیدکنندگان میتوانند کل لباس را بدون جداسازی قطعات ذوب و ریفرم کنند؛ به شرطی که دکمهها، زیپها و سگکها هم از پلاستیکهای سازگار انتخاب شوند.
- کاهش فرآیندهای شیمیایی مضر: بازیافت مکانیکی سادهتر و پاکتر شده و نیاز به واکنشهای تجزیهکنندهٔ شیمیایی کاهش مییابد.
- قابلیت مهندسی خواص: همان فیبرهای پلیاتیلنی را میتوان برای خنککنندگی، دفع رطوبت و مقاومت در برابر لکه طراحی کرد؛ بنابراین میتوان پارچههایی با عملکرد بالا و بازیافتپذیری واقعی تولید کرد.
ملاحظات و گامهای بعدی
نتایج اولیه نویدبخش است، اما چالشهای صنعتی باقی میماند: تولید انبوه با حفظ هزینههای رقابتی، سازگاری با خطوط تولید موجود و تضمین کیفیت پس از چند چرخهٔ بازیافت. ارزیابی کامل پایداری چرخهٔ عمر—شامل تولید مواد اولیه و انرژی مصرفی در بازیافت—نیاز است تا مشخص شود مزایای بازیافت مکانیکی در عمل هم تأییدپذیر است.
منابع پژوهشی
شرح کامل این پژوهش در ACS Materials Letters منتشر شده و نسخهٔ رسمی را میتوان از طریق DOI دنبال کرد: 10.1021/acsmaterialslett.6c00337. اطلاعات بیشتر دربارهٔ مؤسسهٔ فناوری ماساچوست در سایت MIT موجود است. برای آشنایی با اسپندکس به صفحهٔ ویکیپدیا مراجعه کنید: Elastane (اسپندکس).
اصلاح طراحی مواد میتواند حلقهٔ بازیافت در صنعت مد را تقویت کند؛ راهی برای کاهش پسماند پلاستیکی و تولید محصولات عملکردی و سازگار با محیطزیست.
