طوّر الباحثون تقنية معالجة كيميائية يمكنها تحليل الأقمشة إلى جزيئات قابلة لإعادة الاستخدام، حتى عندما تحتوي على خليط من المواد، والأهم في هذا الأمر أن العملية تتطلب حوالي 15 دقيقة، وليس ذلك فحسب، بل وأمل الباحثون أنه بإمكانهم تدوير 88 بالمئة من المنسوجات عالميا.

وتظهر العملية، التي تم توضيحها في ورقة بحثية صادرة عن Science Advances في 3 تموز/يوليو، أن إعادة التدوير الكيميائي يمكن أن تمنح المنسوجات القديمة فرصة جديدة للحياة، ويقول المؤلف المشارك في الدراسة ديونيسيوس فلاشوس Dionisios Vlachos، وهو مهندس في جامعة ديلاوير في نيوارك، إنه إذا تم توسيع نطاقها، فقد تساعد في معالجة جبل النفايات المتنامي الناتج عن صناعة الأزياء.

تدوير المنسوجات

وتشير التقديرات إلى أن أقل من 1 بالمئة من المنسوجات يتم إعادة تدويرها، وأن ما يقرب من ثلاثة أرباع الملابس المستعملة ينتهي بها الأمر إلى حرقها أو تصل إلى في مكب النفايات، يقول فلاشوس: "إن ثلث أو أكثر من المواد البلاستيكية الدقيقة التي ينتهي بها الأمر في المحيط تأتي من الملابس، ومن الضروري تطوير التكنولوجيا لنكون قادرين على التعامل مع كل هذه النفايات وإزالتها من البيئة ومكبات النفايات والمحيطات، بل هو أمر مهم للغاية."

تقول ميريام ريبول، التي تبحث في المواد المستدامة في مركز تعميم المنسوجات في UKRI، إنه على الرغم من أن إعادة التدوير يجب أن تعتبر الملاذ الأخير بعد إصلاح الملابس القديمة وإعادة استخدامها، إلا أن الصناعة سترحب "بالاستثمار في هذه العمليات والتقنيات الجديدة لتكون قادرة على توسيع نطاقها".

المنسوجات مخادعة ومعقدة!

تتضمن معظم عمليات إعادة التدوير فصل النفايات فعليًا إلى مواد خام، لكن هذا النهج به عيوب عندما يتعلق الأمر بالتعامل مع المنسوجات، حيث تُصنع العديد من الأقمشة من خليط من المواد، على سبيل المثال القطن الممزوج بألياف صناعية مثل البوليستر، وتكافح تقنيات إعادة التدوير الميكانيكية لفصل المنسوجات متعددة الألياف إلى منتجات يمكن استخدامها مرة أخرى. يقول فلاشوس: "إن جودة ما تحصل عليه تنخفض".

كيفية دمج الملابس في الاقتصاد الدائري

وبدلاً من ذلك، تحول الباحثون إلى إعادة التدوير الكيميائي لتحليل بعض المكونات الاصطناعية للأقمشة إلى وحدات بناء قابلة لإعادة الاستخدام، لقد استخدموا تفاعلًا كيميائيًا يسمى تحلل السكر بمساعدة الميكروويف، والذي يمكنه تفتيت سلاسل كبيرة من الجزيئات - البوليمرات - إلى وحدات أصغر، بمساعدة الحرارة والمحفز، لقد استخدموا هذا لمعالجة الأقمشة ذات التركيبات المختلفة، بما في ذلك 100بالمئة بوليستر و50/50 المصنوع من البوليستر والقطن.

بالنسبة لنسيج البوليستر النقي، قام التفاعل بتحويل 90 بالمئة من البوليستر إلى جزيء يسمى BHET، والذي يمكن إعادة تدويره مباشرة لإنشاء المزيد من منسوجات البوليستر، وجد الباحثون أن التفاعل لم يؤثر على القطن، لذلك في الأقمشة المصنوعة من البوليستر والقطن، كان من الممكن تفكيك البوليستر واستعادة القطن، والأهم من ذلك، أن الفريق كان قادرًا على تحسين ظروف التفاعل بحيث تستغرق العملية 15 دقيقة فقط، مما يجعلها فعالة من حيث التكلفة للغاية، "عادةً، تستغرق هذه الأشياء أيامًا لتفكيكها، لذا، باختصار من الأيام إلى بضع دقائق، أعتقد أن هذا يعد تجديدًا كبيرًا، وفي نهاية المطاف، أعتقد أنه يمكننا بالفعل الانتقال إلى ثوانٍ"، يقول فلاشوس.

تطوير التقنية

بحثت الدراسة أيضًا في كيفية استجابة مجموعات المواد الأخرى لعملية التفاعل، وكانت النتائج جيدة حتى عندما كانت المنسوجات تحتوي على نسب غير معروفة من الألياف بما في ذلك القطن أو البوليستر أو النايلون أو الألياف اللدنة، تتحلل ألياف لدنة إلى جزيء مفيد يسمى MDA، ويمكن استخلاص النايلون، مثل القطن، سليمًا. ومع ذلك، أنتجت بعض مواد البوليستر مستويات منخفضة من BHET، بما في ذلك الأقمشة المصبوغة وتلك التي تمت معالجتها لتكون مقاومة للأشعة فوق البنفسجية أو النار، يقترح الفريق أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحسين الظروف لمثل هذه المواد.

وفي تحليل كجزء من دراستهم، قدر فلاشوس وزملاؤه أنه مع مزيد من التطوير، يمكن إعادة تدوير 88 بالمئة من الملابس في جميع أنحاء العالم، يقول فلاشوس: "لدينا عملية بسيطة يمكننا توسيع نطاقها لمعالجة كميات كبيرة من الملابس، ونحن متفائلون جدًا بإمكانية نقل هذا إلى العالم الحقيقي."