Zrównoważona moda: eksperci NCSU tworzą czystszą przyszłość dzięki nanotechnologii

 Chociaż kolor jest jednym z głównych wskaźników sukcesu sprzedaży w branży modowej, jest także jednym z największych na świecie źródeł zanieczyszczenia wody. W rzeczywistości zakłady tekstylne często wyrzucają resztki barwników i niebezpiecznych chemikaliów do kanałów, strumieni i rzek.

W NC State naukowcy z College of Natural Resources i Wilson College of Textiles opracowali proces, który pewnego dnia może rozwiązać ten problem — polega on na wykorzystaniu nanoskopowych cząstek ekstrahowanych z drewna.

„Zakłady tekstylne używają barwników i innych środków barwiących, które są bardzo toksyczne” – stwierdził Nathalie Lavoine, adiunkt w Zakładzie Biomateriałów Leśnych. „Wykorzystanie nanocelulozy to krok w stronę zrównoważonego przetwarzania”.

Nanoceluloza to naturalnie występująca substancja ekstrahowana z celulozy – głównej substancji ścian komórkowych roślin. Dzieli się na dwa typy: nanokryształy i nanofibryle, oba są biodegradowalne i nietoksyczne. Ten pierwszy jest również mocniejszy od stali.

Dzięki funduszom z programu Research Opportunity Seed Fund w Wilson College of Textiles Lavoine i jej współpracownicy opracowali proces, który pozwala im używać nanocelulozy do produkcji elementów odzieży o opalizujących elementach przypominających tęczowy połysk widoczny na rybich łuskach i ptasich piórach i ciała owadów.

„Naukowcy wiedzą, jak za pomocą tych nanocząstek tworzyć opalizujące filmy” – powiedział Lavoine. „Ale do tej pory nie było sposobu na zastosowanie tych cząstek w tekstyliach”.

Naukowcy ekstrahują celulozę z wiórów drzewnych i masy celulozowej stosowanej w przemyśle papierniczym i łączą ją z wodą, a powstałą mieszaninę traktują kwasem, aby odkryć nanokryształy. Następnie oczyszczają mieszaninę, aby usunąć niepożądane składniki.

Po zakończeniu procesu oczyszczania badacze dodają mieszaninę do ramek, aby zestaliła się i utworzyła folię przypominającą plastik. Następnie za pomocą stołu do projektowania wspomaganego komputerowo wycinają z folii kształty i wzory, które można wydrukować na ubraniach.

Lavoine stwierdził, że zastosowanie nanocelulozy w tekstyliach zapewnia zrównoważone wykorzystanie zasobów naturalnych, otwierając drogę dla nowatorskich zastosowań zarówno drewna niskiej jakości, jak i tradycyjnych źródeł drewna. Mogłoby to również zmniejszyć zanieczyszczenie barwnikami powodowane przez przemysł modowy.

Program Ochrony Środowiska Narodów Zjednoczonych ustalił, że nie tylko proces barwienia tkanin jest drugim co do wielkości źródłem zanieczyszczenia wody, ale sam przemysł modowy wytwarza 20% światowych ścieków.

Chociaż Lavoine i jej współpracownicy nie wymyślili, jak zapewnić wszystkie kolory, obecnie nad tym pracują. Testują także zastosowanie nanocelulozy w wielu innych przedmiotach, w tym w obudowach telefonów.

„Możemy rozszerzyć tę pracę na znacznie więcej niż tylko tekstylia” – powiedział Lavoine. „Jedynym ograniczeniem jest nasza wyobraźnia.”

Lavoine i jej współpracownicy ostatnio zaprezentowali swoją pracę na festiwalu ACCelerate 2022 w Waszyngtonie Trzydniowe wydarzenie, którego gospodarzem jest Smithsonian National Museum of American History, prezentuje „kreatywne poszukiwania i badania na styku nauki, inżynierii, sztuki i projektowania” podczas konferencji Atlantic Coast.

W przyszłości badacze będą współpracować z I-Corps NSF w celu komercjalizacji swojej pracy. Program szkoleniowy ma na celu pomóc badaczom ze stanu NC we wprowadzaniu ich pomysłów i wynalazków na rynek poprzez odkrywanie klientów i badania rynku.

„Nadal pozostaje wiele badań do przeprowadzenia” – powiedział Lavoine. „Ale ostatecznie chcielibyśmy znaleźć jednego lub dwóch partnerów branżowych, którzy mogą wnieść wartość komercyjną do tego projektu”.

Ten wpis był pierwotnie opublikowane w College of Natural Resources News.

(C) NCSU