I ricercatori separano il cotone dal poliestere nel tessuto misto

In un nuovo studio, i ricercatori della North Carolina State University hanno scoperto di poter separare il tessuto misto di cotone e poliestere utilizzando enzimi, gli strumenti naturali per accelerare le reazioni chimiche. In definitiva, sperano che le loro scoperte portino a un modo più efficiente di riciclare i materiali che compongono il tessuto, riducendo così i rifiuti tessili.

Tuttavia, hanno anche scoperto che il processo richiedeva più passaggi se il tessuto misto veniva tinto o trattato con sostanze chimiche che aumentano la resistenza alle pieghe.

"Possiamo separare tutto il cotone dalla miscela cotone-poliestere, il che significa che ora abbiamo poliestere pulito che può essere riciclato", ha affermato l'autrice corrispondente dello studio Sonja Salmon, professoressa associata di ingegneria tessile, chimica e scienza presso NC State. "In una discarica, il poliestere non si degraderà e il cotone potrebbe impiegare diversi mesi o più per degradarsi. Utilizzando il nostro metodo, possiamo separare il cotone dal poliestere in meno di 48 ore."

Secondo la US Environmental Protection Agency, ogni anno i consumatori gettano nelle discariche statunitensi circa 11 milioni di tonnellate di rifiuti tessili. I ricercatori volevano sviluppare un metodo per separare il cotone dal poliestere in modo che ogni materiale componente potesse essere riciclato.

Nello studio, i ricercatori hanno utilizzato un “cocktail” di enzimi in una soluzione leggermente acida per tritare la cellulosa nel cotone. La cellulosa è il materiale che dà struttura alle pareti cellulari delle piante. L'idea è quella di tritare la cellulosa in modo che "cada" dalla struttura tessuta mista, lasciando alcuni minuscoli frammenti di fibra di cotone rimanenti, insieme al glucosio. Il glucosio è il sottoprodotto biodegradabile della cellulosa degradata. Quindi, il processo prevede il lavaggio via del glucosio e il filtraggio dei frammenti di fibra di cotone, lasciando il poliestere pulito.

"Si tratta di un processo delicato: il trattamento è leggermente acido, come l'uso dell'aceto", ha detto Salmon. "Lo abbiamo fatto funzionare anche a 50 gradi Celsius, che è come la temperatura di una lavatrice calda.

"È abbastanza promettente riuscire a separare il poliestere portandolo a un livello pulito", ha aggiunto Salmon. "Abbiamo ancora del lavoro da fare per caratterizzare le proprietà del poliestere, ma pensiamo che saranno molto buone perché le condizioni sono così miti. Stiamo solo aggiungendo enzimi che ignorano il poliestere."

Hanno confrontato il degrado del tessuto di cotone al 100% con il degrado delle miscele di cotone e poliestere, e hanno anche testato un tessuto tinto con coloranti reattivi rosso e blu e trattato con prodotti chimici durevoli. Per scomporre i materiali colorati, i ricercatori hanno dovuto aumentare la quantità di tempo e gli enzimi utilizzati. Per i tessuti trattati con prodotti chimici durevoli, è stato necessario utilizzare un pretrattamento chimico prima di aggiungere gli enzimi.

"La tintura scelta ha un grande impatto sul potenziale degrado del tessuto", ha affermato l'autrice principale dello studio Jeannie Egan, una studentessa laureata presso la NC State. "Inoltre, abbiamo scoperto che l'ostacolo più grande finora è la finitura resistente alle pieghe. La chimica che sta dietro crea un blocco significativo per l'enzima nell'accesso alla cellulosa. Senza pretrattarla, abbiamo ottenuto una degradazione inferiore al 10%, ma dopo, con due dosi di enzima siamo riusciti a degradarlo completamente, il che è stato un risultato davvero entusiasmante."

I ricercatori hanno affermato che il poliestere potrebbe essere riciclato, mentre l’impasto ottenuto dai frammenti di cotone potrebbe essere prezioso come additivo per la carta o come utile aggiunta ai materiali compositi. Stanno anche studiando se il glucosio potrebbe essere utilizzato per produrre biocarburanti.

"L'impasto è costituito da frammenti residui di cotone che resistono a una degradazione enzimatica molto potente", ha detto Salmon. "Ha un valore potenziale come agente rinforzante. Per lo sciroppo di glucosio, stiamo collaborando a un progetto per vedere se possiamo alimentarlo in un digestore anaerobico per produrre biocarburante. Prenderemo i rifiuti e li trasformeremo in bioenergia, che sarebbe molto meglio che gettarlo in una discarica."

Lo studio, "Separazione enzimatica delle fibre tessili per la lavorazione sostenibile dei rifiuti", è stato pubblicato su Risorse, Ambiente e Sostenibilità. I coautori includevano Siyan Wang, Jialong Shen, Oliver Baars e Geoffrey Moxley. Il finanziamento è stato fornito dalla Environmental Research and Education Foundation, dalla Kaneka Corporation e dal Dipartimento di ingegneria tessile, chimica e scienza dello stato del NC.