Группа исследователей Университета Торонто под руководством профессора Кевина Головина разработала решение, позволяющее уменьшить количество микропластиковых волокон, выпадающих при стирке одежды из синтетических тканей.
В мире, заваленном быстрой модой — индустрией, которая производит большие объемы дешевой одежды с огромным ущербом для окружающей среды, — более двух третей одежды в настоящее время сделано из синтетических тканей.
Когда одежду из синтетических тканей, таких как нейлон, полиэстер, акрил и вискоза, стирают в стиральных машинах, трение, вызванное циклами очистки, приводит к образованию крошечных разрывов на ткани . Эти разрывы, в свою очередь, приводят к тому, что волокна микропластика длиной менее 500 микрометров обрываются и стекают в стоки прачечной, попадая в водоемы.
Как только микропластик попадает в океаны , пресноводные озера и реки, его частицы трудно удалить, и для их полного разрушения потребуются десятилетия или даже больше. Накопление этого мусора в водоемах может угрожать морской жизни. Он также может стать частью пищевой цепи человека благодаря своему присутствию в пище и водопроводной воде с последствиями для здоровья человека, которые пока не ясны.
Правительства во всем мире ищут способы свести к минимуму загрязнение окружающей среды при стирке синтетических тканей. Одним из примеров являются фильтры для стиральных машин, которые стали лучшим решением для предотвращения попадания микропластиковых волокон в водоемы. В Онтарио законодатели внесли законопроект, который потребует наличия фильтров в новых стиральных машинах в провинции.
«И все же, когда мы смотрим на то, что делают правительства по всему миру, в первую очередь нет тенденции к предотвращению создания микропластиковых волокон», — говорит Головин.
«Наше исследование продвигается в другом направлении, где мы фактически решаем проблему, а не накладываем пластырь на проблему».
Головин и его команда создали двухслойное покрытие из полидиметилсилоксановых (PDMS) щеток, которые представляют собой линейные одиночные полимерные цепи, выращенные из подложки для формирования наноразмерного поверхностного слоя.
Эксперименты, проведенные командой, показали, что это покрытие может значительно уменьшить выпадение микроволокон из нейлоновой одежды после многократных стирок. Исследователи делятся своими выводами в новой статье, опубликованной в журнале Nature Sustainability .
«Моя лаборатория уже несколько лет работает с этим покрытием на других поверхностях, в том числе на стекле и металлах, — говорит Головин. «Одно из наблюдаемых нами свойств заключается в том, что он довольно скользкий, то есть имеет очень низкое трение».
ПДМС представляет собой органический полимер на основе кремния, который содержится во многих бытовых товарах. Его присутствие в шампунях делает волосы блестящими и скользкими. Он также используется в качестве пищевой добавки к маслам для предотвращения пенообразования жидкостей при розливе в бутылки.
У доктора Судипа Кумара Лахири, научного сотрудника лаборатории Головина и ведущего автора исследования, возникла идея, что если бы они могли уменьшить трение, возникающее во время циклов стирки, с помощью отделки ткани на основе ПДМС, то это могло бы предотвратить трение волокон друг о друга. и отламывается во время стирки.
Одной из самых больших проблем, с которыми столкнулись исследователи во время своего исследования, было обеспечение того, чтобы щетки из PDMS оставались на ткани. Лахири, инженер-текстильщик по профессии, разработал молекулярную грунтовку, основываясь на своем понимании красителей для тканей.
Лахири рассудил, что тип склеивания, отвечающий за сохранение цвета окрашенной одежды после многократных стирок, может работать и для покрытия PDMS.
Ни грунтовка, ни PDMS-щетки не работают по отдельности, чтобы уменьшить осыпание микропластиковых волокон. Но вместе они создали прочную отделку, которая уменьшила выделение микроволокон более чем на 90% после девяти стирок.
«Щетки PDMS безвредны для окружающей среды, потому что они не производятся из нефти, как многие полимеры, используемые сегодня», — говорит Головин, который был удостоен награды Connaught New Researcher за эту работу.
«С добавлением грунтовки Sudip наше покрытие стало достаточно прочным, чтобы оставаться на одежде и продолжать уменьшать выпадение микроволокон с течением времени».
Поскольку ПДМС по своей природе является гидрофобным (водоотталкивающим) материалом, исследователи в настоящее время работают над тем, чтобы сделать покрытие гидрофильным, чтобы ткани с покрытием лучше впитывали пот. Команда также расширила исследование, чтобы выйти за рамки нейлоновых тканей, включая полиэстер и смеси синтетических тканей.
«Многие ткани сделаны из нескольких типов волокон, — говорит Головин. «Мы работаем над тем, чтобы сформулировать правильную структуру полимера, чтобы наше покрытие могло прочно прилипать ко всем этим волокнам одновременно».
Теги: пластик, полимеры
