I sacchetti di plastica riciclata producono tessuti sostenibili

Il polietilene è una delle materie plastiche più comuni al mondo, ma si trova raramente negli indumenti perché non può assorbire o portare via l'acqua. (Immagina di indossare un sacchetto di plastica: ti sentiresti molto a disagio molto rapidamente.) Ora, tuttavia, i ricercatori negli Stati Uniti hanno sviluppato un nuovo materiale filato dal polietilene che non solo "respira" meglio del cotone, del nylon o del poliestere, ma ha anche un minore impronta ecologica grazie alla facilità con cui può essere prodotto, tinto, pulito e utilizzato.

L'industria tessile produce circa 62 milioni di tonnellate di tessuto ogni anno. Nel processo, consuma enormi quantità di acqua, genera milioni di tonnellate di rifiuti e rappresenta il 5-10% delle emissioni globali di gas serra, rendendola una delle industrie più inquinanti al mondo. Anche le fasi successive del ciclo di utilizzo del tessile contribuiscono all’impatto ambientale del settore. I tessuti realizzati con fibre naturali come lana, cotone, seta o lino richiedono notevoli quantità di energia e acqua per essere riciclati, mentre i tessuti colorati o realizzati con materiali compositi sono difficili da riciclare.

I ricercatori guidati da Svetlana Boriskina del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno cercato di produrre un’alternativa. Hanno iniziato fondendo il polietilene in polvere a bassa densità e quindi estrudendolo in fibre sottili di circa 18,5 μm di diametro (misurato utilizzando la microscopia elettronica a scansione e le tecniche di imaging della tomografia microcomputerizzata). Questo processo ossida leggermente la superficie del materiale in modo che diventi idrofilo – cioè attiri le molecole d'acqua – senza la necessità di un trattamento chimico separato.

Successivamente, i ricercatori hanno fatto passare le fibre attraverso un secondo estrusore, creando un filato composto da mazzi di oltre 200 fibre di PE. Il processo di raggruppamento lascia spazi tra le singole fibre del filato, formando capillari attraverso i quali le molecole d'acqua possono viaggiare e consentendo alle strisce di tessuto tessute da questo filato di assorbire l'umidità quando immerse in un liquido. Quando i ricercatori hanno misurato il tempo impiegato dal liquido per percorrere le strisce reattive, hanno scoperto che il nuovo materiale PE era più veloce dei campioni di cotone, nylon e poliestere della stessa dimensione.

Per comprendere meglio il processo di traspirazione e quindi progettare tessuti a base di PE ad alte prestazioni, il team ha modellato la struttura interna del filato di PE come un assemblaggio infinito di fibre parallele identiche con una sezione trasversale circolare, strettamente impacchettate in una struttura periodica. Le fibre del filato sono disposte in un reticolo esagonale o quadrato con il processo di drenaggio che avviene nella direzione lungo il filato. Il modello prevedeva che per le fibre a contatto con l'acqua con un angolo di 71,3°, il raggio ottimale delle fibre e la porosità in entrambe le forme reticolari sarebbero pari a 15-20 μm e 45%.

Oltre alle promettenti proprietà di trasporto dell'umidità del nuovo materiale, i ricercatori notano che può essere tinto in modo "completamente a secco" incorporando particelle di colore - sia coloranti convenzionali che coloranti nanoparticellari inorganici non convenzionali - nella polvere di PE prima della fusione/ fasi di estrusione. In un tale processo, le particelle di colorante verrebbero incapsulate all’interno delle fibre fin dall’inizio, evitando la necessità di metodi di tintura tradizionali che richiedono l’immersione dei tessuti in soluzioni di prodotti chimici aggressivi. Alla fine della vita del tessuto, le particelle di colorante potrebbero anche essere recuperate per il riutilizzo sciogliendo il materiale e centrifugandolo.

I membri del team del MIT affermano che questo processo di colorazione a secco contribuisce a rendere il tessuto PE più rispettoso dell'ambiente rispetto ai tessuti convenzionali. Aggiungono che il PE ha un punto di fusione inferiore rispetto ad altri materiali polimerici sintetici, il che significa che può essere filato in filati a temperature più basse. La sintesi del PE dalle materie prime rilascia inoltre meno gas serra e calore di scarto rispetto alla produzione di poliestere o alla coltivazione del cotone. Quest'ultimo, soprattutto, richiede molta terra, fertilizzanti e acqua.

Il tessuto elimina la radiazione infrarossa per mantenere la pelle fresca

Il tessuto PE potrebbe anche avere un impatto ambientale inferiore durante l'utilizzo perché è più facile da lavare e asciugare rispetto ad altri tessuti. "Non si sporca perché non vi si attacca nulla", dice Boriskina. "Potresti lavare il polietilene con il ciclo freddo per 10 minuti, rispetto al lavaggio del cotone con il ciclo caldo per un'ora." Può anche essere "rinfrescato" strofinandolo contro se stesso o esponendolo ai raggi UV, un processo che aiuta a mantenere anche le sue proprietà idrofile.